Вопрос 21 ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Червячная передача относится к передачам с перекрещивающимися осями валом. Угол перекрещивания обычно 90 °.Движение в червячной передаче преобразуется по принципу винтовой пары. Червячная передача состоит из червяка (винта) и червячного колеса.

Геометрические параметрыВ червячной передаче, так же как в зубчатой, различают диаметры начальных и делительных цилиндров: d_w1, d_w2 - начальные диаметры червяка и колеса; d₁, d₂ – делительные диаметры червяка и колеса. В передачах без смещения d_w1 = d₁, d_w2 = d₂. Точка касания начальных цилиндров «П» является полюсом зацепления.

Червяки. Различают по следующим признакам: форме поверхности, на которой образуется резьба – цилиндрические и глобоидные;

по форме профиля резьбы – с прямолинейным и криволинейным профилем в осевом сечении.Наиболее распространены цилиндрические червяки. У червяков с прямолинейным профилем в осевом сечении в торцевом сечении витки очерчены архимедовой спиралью, отсюда название – архимедов червяк. Архимедов червяк подобен ходовому винту с трапециидальной резьбой. Его можно нарезать на токарном станке. Поэтому передачи с архимедовым червяком широко применяют в машиностроении.

Эвольвентные червяки имеют эвольвентный профиль в торцевом сечении, они подобны косозубым эвольвентным колёсам, у которых число зубьев равно числу заходов червяка. Эти червяки сложнее в изготовлении.

Червячное колесо нарезают червячными фрезами, которые являются копией червяка, но с режущими кромками. При нарезании заготовка колеса и фреза совершают такое же взаимное движение, какое имеют колесо и червяк в передаче. Такой метод нарезания колеса автоматически обеспечивает сопряжённость профилей червяка и колеса и в то же время геометрические параметры червяка (a, m, q, z₁, h_a* С*) для того, чтобы иметь ограниченный ряд инструмента.

В стандартной червячной передаче: a = 20 ° - профильный угол (в осевом сечении для архимедовых червяков);р – шаг винтовой нарезки червяка – является шагом зацепления;m – межосевой модуль; q – коэффициент диаметра червяка.Делительный диаметр червяка связан с модулем коэффициентом диаметра червяка .Значения m и q стандартизованы.Резьба червяка может быть однозаходной и многозаходной. Число заходов червяка обозначают z₁. По стандарту z₁ = 1, 2, 4.

Угол подъёма винтовой линии g: Диаметры червякаd₁ = qm; d_a1 = d₁ +2m; d_f1 = d₁-2,4m.

Червячные колёса при нарезании без смещения имеют диаметры:

d₂ = z₂m; d_a2 = d₂ +2m; d_f2 = d₂ - 2,4m

По условиям нарезания зубьев z₂³28. Размеры b₂ и d_aM2, соответствующие углу обхвата червяка колесом 2d» 100°, определяется в зависимости от числа заходов червяка по таблицам.Межосевое расстояние: a = 0,5(q+z₂)m.

Оценка и применение

Основные преимущества червячной передачи: возможность получения больших передаточных отношений в одной паре; плавность и бесшумность работы; повышенная кинематическая точность; возможность самоторможения при низком КПД.

Недостатки передачи: сравнительно низкий КПД; повышенный износ и склонность к заеданию; необходимость применения для колёс дорогих антифрикционных материалов (бронза); повышенные требования к точности сборки.

Червячные передачи дороже и сложнее зубчатых, поэтому их применяют при необходимости передачи движения между перекрещивающимися валами, а также в механизмах, где необходимы большие передаточные отношения и высокая кинематическая точность.

Вопрос 22КПД червячной передачи, так же, как зубчатой, определяют по формуле ;

так как червячная передача подобна винтовой, её КПД при ведущем червяке можно записать следующей формулой: где: g - угол подъёма винтовой линии червяка;j - угол трения (j = arctgf; f – коэффициент трения).

КПД увеличивается с увеличением числа заходов червяка z₁ (увеличивается g) и с уменьшением коэффициента трения.Если ведущим является колесо, то вследствие изменения направления сил, получаем для КПД формулу

.При g£j, h = 0 передача движения в обратном направлении (от колеса к червяку) становится невозможной. Получаем самотормозящуюся червячную пару.Для предварительных расчётов КПД червячной пары 0,7…0,92.