Червячная передача

ЛЕКЦИЯ № 23

Маркировка пружин

Обозначение включает 3 параметра: A, ρ, t

Например: ТБ-1254

A – точное значение величины

В примере: A =12 [1/°C]

ρ и t – баллы (5-балльная шкала)

В примере: ρ = 0,09 ~ 0,14 Ом∙м; t = 140 °C

Червячные передачи применяют для передачи движения между перекрещивающимися осями. Угол перекрещивания может быть произвольным, но чаще всего используют угол равный. По сравнению с зубчатыми передачами они дают возможность в больших пределах изменять угловые скорости. Червячная передача состоит из червяка, представляющего собой винт, и червячного колеса.

Обычно червячные передачи используют в качестве редукторов, когда движение передается от червяка к колесу, реже в мультипликаторах при обратной передаче (от колеса к червяку). В приборостроении применяются червячные передачис эвольвентным профилем (даже в быстроходных механизмах при значительных нагрузках).

23.1. Передаточное отношение червячной передачи

Передаточное отношение червячного механизма определяется числом зубьев колеса z₂ и числом заходов червяка z ₁. В червячной паре, в отличие от зубчатой передачи окружные скорости V ₁ и V ₂ не совпадают. Они направлены под углом 90^о и различны по значению. Поэтому передаточное отношение не может быть выражено отношением.

Запишем передаточное отношение червячного редуктора через кинематические параметры:

,

или

При повороте однозаходного червяка на один оборот, червячное колесо поворачивается на один угловой шаг, при двухзаходном червяке – на два шага и т.д.

23.2. Геометрические и кинематические соотношения в червячной передаче

Торцовый шаг p_t для колеса является одновременно и делительным осевым шагом червяка. Делительный осевой шаг червяка отсчитывается между точками пересечения одноименных профилей зубьев с делительной поверхностью диаметром d­₁­ червяка. Угол профиля в осевом сечении червяка с эвольвентным профилем - стандартный (α = 20^о).

Особенностью расчета геометрических параметров червяка является введение коэффициента диаметра червяка q, равного:

.

Коэффициент диаметра червяка q зависит от числа заходов на червяке z­₁ и угла подъема линии витка γ на червяке.

В соответствии с обозначениями справедливы соотношения:

s = π d_{­1 ­}tgγ;

π d_­1 ­tgγ = z­_1­ ∙ p;

d­₁ ­= p∙z­_1­ / πtgγ = m ∙ q;

q = z­₁­ / tgγ.

Коэффициент диаметра червяка q выбирается из стандартного ряда:

q_ст = 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20.

Меньшие значения, соответствующие небольшим размерам червяка, выбирают для быстроходных передач, чтобы избежать больших значений окружных скоростей.

После выбора стандартного значениякоэффициента q и определения

необходимого хода витка S, определяют угол линии подъема витка γ по формуле:

.

В червячной передаче колесо должно быть косозубым, при этом угол наклона зуба β должен быть равен углу подъема витка γ (β = γ).

В приборостроении в кинематических передачах используют механизмы с цилиндрическими червяками, в которых винтовая линия профилируется прямыми, дающими в сечении профиль обычной зубчатой рейки с трапецеидальными зубьями.

24.1. Скорость скольжения профилей зубьев в червячной передаче

В червячной паре окружные скорости червяка и червячного колеса, в соответствии с особенностями конструкции не совпадают и направлены под углом 90° друг к другу. В относительном движении делительные цилиндры не обкатываются, а скользят относительно друг друга.

Рассматривая случай, когда червяк является ведущим, принимаем, что частота вращения n илиугловая скорость ω и окружная скорость V известны.

Тогда:

V­₂­ = V­_1­ tgγ;

;

d_­2­ = m∙ z­₂ ;

d­₁­ = q∙ m.

Окончательно имеем:

Передаточное отношение червячной передачи i­_{1 2} может иметь очень большие значения; например, если червяк имеет один заход i­_{1 2} численно равно числу зубьев колеса. В силовых червячных передачах i­_12­ = (10..60). В кинематических передачах i­₁₂ 300.

При относительно небольших углах подъема γ = (20°..25°) скорость скольжения приблизительно равна окружной скорости червяка, V ­_cк­ ≈ V ­₁­ что приводит к большим потерям передаваемого момента и снижению КПД. Это является основным недостатком червячной передачи.