Червячные передачи. Рис. 3.30. Схема червячной передачи

Рис. 3.30. Схема червячной передачи

Червячные передачи являются разновидностью передач с зацеплением и одним из вариантов винтовой зубчатой передачи (Рис. 3.30).

Здесь роль шестерни выполняет червяк, движение передается по принципу винтовой пары. Классификация червячных передач: 1) По числу заходов червяка – 1, 2-х и многозаходные (до 4-х). 2) По направлению – левая и правая резьба, 3) По расположению червяка относительно червячного колеса: с нижним, верхним, боковым расположением. 4) По форме нарезаемой части червяка – с цилиндрическим или глобоидным червяком (Рис. 3.31), 5) По форме профиля резьбы: цилиндрические,

эвальвентные, конволютные и др. В глобоидной передаче число зубьев червяка и колеса находящихся в зацеплении больше, поэтому ее несущая способность в 1,5-4 раза выше чем у цилиндрических, но она требует высокой точности изготовления.

Преимущества червячных передач: большое передаточное число, плавность и бесшумность работы, компактность и сравнительно малая материалоемкость, способность самоторможения.

Недостатки: низкий КПД = 0,7-0,8, ограниченность передаваемой мощности из за склонности к заеданию (до 200 кВт), необходимость отвода тепла из-за нагрева червяка и колеса, дороговизна материалов венцов червячного колеса.

3.13.1. Геометрические параметры червячной передачи

1) Основные размеры червяка:

делительный диаметр

d₁=q m, (3.60)

начальный диаметр

d_w1=m (q+2x) (3.61)

диаметр вершин витков

d_a1=d₁+2m, (3.62)

диаметр впадин витков

d_f1=d₁-2.4m, (3.63)

2) Основные размеры венца червячного колеса:

делительный диаметр

d₂=d_w2=mz₂, (3.64)

диаметр вершин зубьев

d_a2=d₂+2m(1+x), (3.65)

диаметр впадин зубьев

d_F2=d₂-2m (1,2-x). (3.66)

3.13.2. Силы, действующие в червячном зацеплении

В червячном зацеплении действуют (Рис. 3.32):

1) окружная сила червяка F_t1, равна осевой силе колеса F_а2:

, (3.67)

Рис. 32.Силы, действующие в червячном зацеплении

2) Окружная сила колеса F_t2, равная осевой силе червяка F_а1:

, (3.68)

3) Радиальная сила:

. (3.69)

где α – угол зацепления червячной пары.

3.13.3. Расчет на прочность

1) По контактным напряжения зубьев колеса σ_H, Н/мм²

, (3.70)

где – окружная сила на колесе, Н;

К – коэффициент нагрузки.

Принимается в зависимости от значения окружной скорости колеса.

2) По напряжениям изгиба зубьев колеса σ_F, Н/мм²:

. (3.71)

где Y_F2 – коэффициент формы зуба, (определяется в зависимости от

эквивалентного числа зубьев колеса);

b₂ – ширина венца колеса.

3.13.4. Материалы червяков и червячных колес

Червяки силовых передач изготавливают из углеродистых и легированных сталей – Ст.35, Ст.40, Ст.40Х, Ст.40ХН и подвергают закалке или Ст.12ХН2 – которая подвергается цементации.

Червячные колеса – при высокой скорости зацепления венцы изготавливают из бронзы: БрОФ10, БрОФН. При скорости зацепления менее 6 м/с из менее дорогой БрАЖ9.