51. Червячные передачи. Достоинства и недостатки, область применения. Принцип действия. Критерии работоспособности (Геометрические и кинематические зависимости).

Червячные передачи — это передачи за счет зацеп­ления витков червяка и зубьев червячного колеса. Червяк 1 — это винт с трапецеидальной или близкой к ней по форме резь­бой. Червячное колесо 2 является цилиндрическим косозубым с вогнутым зубчатым венцом для охвата им червяка. По своей геометрии и кинематике червячная передача близка к паре винт—гайка.

Червячные передачи приме­няют для передачи движения между перекрещивающимися ва­лами. При вращении червяка его витки входят в зацепление с зубьями червячного колеса. Пе­редачи используют в станках, ав­томобилях, подъемно-транспорт­ных и других машинах.

Достоинства передачи: возмож­ность получения большого передаточного числа в одной ступе­ни и эффекта самоторможения; плавность и малошумность ра­боты; повышенная кинематическая точность.

Недостатки червячной передачи: низкий КПД; применение для изготовления зубьев червячного колеса дорогих анти­фрикционных материалов; повышенные требования к точнос­ти сборки, необходимость регулировки и принятия специаль­ных мер по интенсификации теплоотвода.

Критерии работоспособности: сопротивление износу, усталостному выкрашиванию, пластической деформации рабочих поверхностей, отсутствие усталостной поломки зубьев колеса.


52. Основные параметры червячных передач (мощность, передаточное число, модуль, межосевое расстояние).

Мощность Р1 на червяке обычно составляет не более 30 кВт. Передаточное число и принимают от 8 до 80, в кинематиче­ских передачах — до 1000.

Основные геометрические размеры архимедова червяка представлены на рис. В червячных передачах угол профи­ля α обычно 20°. Расстояние между одноименными точками боковых сторон смежных витков червяка, измеренное парал­лельно оси, называют шагом червяка р. Осевой модуль переда­чи .

Червячные колеса нарезают фрезами, режущие кромки ко­торых при вращении образуют поверхности, идентичные с по­верхностью витков червяка. В целях сокращения номенклату­ры зуборезного инструмента стандартизованы модули и коэф­фициенты диаметра червяка

.

Делительный диаметр червяка . Число заходов червяка z1 выбирают из установленных ГОСТом значений 1, 2 или 4. Передачи большой мощности не выполняют с однозаходными червяками из-за низкого КПД. Угол γ подъема витка червяка на делительном диаметре находят из выражения

, где - ход витка червяка.

Тогда получаем .

Высота головки и ножки витков соответственно:

Диаметры вершин и впадин:

Длину нарезанной части червяка определяют из условия нахождения в зацеплении максимально возможно числа зубьев колеса. Минимальное число зубьев червячных колес принимают равным 17, в силовых передачах 28.

Передаточное число .

Делительный диаметр колеса:

.

Диаметры окружностей вершин и впадин у колес, нарезанных без смещения, определяют как:

.

Межосевое расстояние передачи, нарезанного без смещения:

Если есть смещение производящего контура, то:

Межосевое расстояние:

Т.е. смещение

У червяка изменяется только начальный диаметр

Угол подъема витка

Диаметры вершин и впадин


53. Основные геометрические зависимости. Геометрия червячных передач без смещения исходного производящего контура.

Основные геометрические размеры архимедова червяка представлены на рис. В червячных передачах угол профи­ля α обычно 20°. Расстояние между одноименными точками боковых сторон смежных витков червяка, измеренное парал­лельно оси, называют шагом червяка р. Осевой модуль переда­чи .

Червячные колеса нарезают фрезами, режущие кромки ко­торых при вращении образуют поверхности, идентичные с по­верхностью витков червяка. В целях сокращения номенклату­ры зуборезного инструмента стандартизованы модули и коэф­фициенты диаметра червяка

.

Делительный диаметр червяка . Число заходов червяка z1 выбирают из установленных ГОСТом значений 1, 2 или 4. Передачи большой мощности не выполняют с однозаходными червяками из-за низкого КПД. Угол γ подъема витка червяка на делительном диаметре находят из выражения

, где - ход витка червяка.

Тогда получаем .

Высота головки и ножки витков соответственно:

Диаметры вершин и впадин:

Длину нарезанной части червяка определяют из условия нахождения в зацеплении максимально возможно числа зубьев колеса. Минимальное число зубьев червячных колес принимают равным 17, в силовых передачах 28.

Делительный диаметр колеса:

.

Диаметры окружностей вершин и впадин у колес, нарезанных без смещения определяют как:

.

Межосевое расстояние передачи, нарезанного без смещения:


54. Червячные передачи со смещением исходного производящего контура, коэффициенты смещения.


Основные геометрические размеры архимедова червяка представлены на рис. В червячных передачах угол профи­ля α обычно 20°. Расстояние между одноименными точками боковых сторон смежных витков червяка, измеренное парал­лельно оси, называют шагом червяка р. Осевой модуль переда­чи .

Червячные колеса нарезают фрезами, режущие кромки ко­торых при вращении образуют поверхности, идентичные с по­верхностью витков червяка. В целях сокращения номенклату­ры зуборезного инструмента стандартизованы модули и коэф­фициенты диаметра червяка

.

Делительный диаметр червяка . Число заходов червяка z1 выбирают из установленных ГОСТом значений 1, 2 или 4. Передачи большой мощности не выполняют с однозаходными червяками из-за низкого КПД. Угол γ подъема витка червяка на делительном диаметре находят из выражения

, где - ход витка червяка.

Тогда получаем .

Если есть смещение производящего контура, то

Высота головки и ножки витков соответственно:

Диаметры вершин и впадин:

При смещении производящего контура у червяка изменяется только начальный диаметр

Делительный диаметр колеса:

, при смещении производящего контура остается постоянным

Диаметры окружностей вершин и впадин у колес, нарезанных со смещением, определяют как:

Межосевое расстояние передачи, нарезанного со смещением:


55. Типы червяков, технология изготовления червяков и червячных колес.

По форме внешней поверхности червяки разде­ляют на цилиндрические, глобоидные и тороидные. Наиболь­шее применение находят цилиндрические как более простые в изготовлении и обеспечивающие достаточно высокую нагру­зочную способность.

Червячные колеса изготовляют инструментом, являющим­ся в основном копией червяка. По форме боковой по­верхности витка червяки разделяют на архимедовы (обозначение ZA), конволютные (ZN), эвольвентные (ZJ), с поверхностью витка, образованной конусом (ZK), и с вогну­тым профилем витка (ZT).

В условиях мелкосерийного производства применяют ар­химедовы и конволютные червяки. Витки архимедовых чер­вяков имеют прямолинейный профиль в осевом сечении, в торцовом сечении витки очерчены архимедовой спиралью (а, г). Витки конволютных червяков имеют прямоли­нейный профиль в сечении, нор­мальном к направлению витка, что очень важно при шлифова­нии червяка. В торцовом сече­нии витки очерчены удлиненной эвольвентой (б, д). На­резание архимедовых и конво­лютных червяков выполняют на универсальных токарно-винторезных станках. Для шлифова­ния архимедовых червяков тре­буется круг, очерченный слож­ной кривой в осевом сечении, что ограничивает их примене­ние. Шлифование конволютных червяков конусными кругами с прямолинейными образующи­ми на обычных резьбошлифовальных станках приводит к небольшому искривлению прямолинейного профиля витка, поэтому такие червяки называ­ют «нелинейчатыми». Червячные фрезы для нарезания чер­вячных колес шлифуют тем же способом, поэтому получают правильное зацепление.

Эвольвентные червяки представляют собой косозубые коле­са с малым числом зубьев и очень большим углом наклона зубьев (в, е). Профиль зуба в торцовом сечении очер­чен эвольвентой. Эвольвентные червяки шлифуют плоской стороной шлифовального круга, что существенно упрощает их изготовление. Червяки с вогнутым профилем витка шлифуют кругом с торовой рабочей поверхностью.

56. Скольжение в червячной передаче (скорость скольжения), КПД червячной передачи вывод формулы, анализ расчетной зависимости и способы повышения КПД.

Для червячных передач характерна большая скорость сколь­жения Vск витков червяка по зубьям червячного колеса и не­благоприятное направление вектора скорости скольжения от­носительно линии контакта: