Общие сведения о червячных передачах: принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения. Классификация.

Достоинство червячных передач:

-возможность получения большого передаточного числа(i=8…200)

-плавность и бесшумность работы

-компактность(малые габариты)

-самоторможение(невозможность передачи вращающего момента от червячного колеса к червяку)

-демфирующие свойства сжимают уровень вибрации машин.

Недостатки червячных передач:

-значительное трение в зоне зацепления

-нагрев передачи

-низкий КПД

Движение в передаче преобразуется по принципу винта.Характерно вращение червячного колеса от вращения червяка.Обратное движение не возможно.Мощность механизма с червячной передачей.ограничено 50 ват из-за особенности материала передачи.

По форме конструкции могут быть цилиндрические или глобальные. Резьба на червяке в осевом сечении может быть прямолинейной или криволинейной.

Классификация червяка:

-по форме поверхности,на которой образуется резьба

А)цилиндрическиеб)глобальные

-по направлению линии витков

А)правые б)левые

-по числу заходов резьбы

А)однозаходные

Б)многозаходные

-по форме винтовой поверхности

А) с архимедовым червяком.

Б)с эвольвентным профилем

В)с конволютным профилем

Червячная передача с архимедовым червяком. Нарезание червяков и червячных колес. Основные геометрические соотношения. Скорость скольжения в червячной передаче. Передаточное число. Силы, действующие в зацеплении. Виды разрушения зубьев червячных колес. Материалы звеньев червячной пары. Тепловой расчет червячной передачи.

Архимедов червяк имеет трапецендальный профиль резьбы в осевом сечении. В торцевом сечении витки резьбы очерчены архимедовой спиралью. Наибольшее применение в машиностроении находят архимедовы червяки, так как технология их производства проста и наиболее отработана. Архимедовы червяки обычно не шлифуют. Их используют когда требуемые твердость материала червяка не превышает 350 НВ. При необходимости шлифовки рабочих поверхностей витков резьбы предпочитают конволютные и эвольвентные червяки, шлифовка которых по сравнению с архимедовым червяком проще и дешевле.

Архимедовы червяки подобны ходовым винтам с трапецеидальной резьбой. Основными способами их изготовления являются: 1. Нарезание резцом на токарно-винторезном станке (см. рис 5.4). Этот способ точный, но малопроизводительный. 2. Нарезание модульной фрезой на резьбофрезерном станке. Способ более производительный.

Рис. 5.7. Схема нарезания червячного колеса:
1 — фреза; 2 — заготовка колеса
Работоспособность червячной передачи зависит от твердости и шероховатости винтовой поверхности резьбы червяка, поэтому после нарезания резьбы и термообработ­ки червяки часто шлифуют, а в отдельных случаях полируют. Архимедовы червяки применяют и без шлифовки резьбы, так как для шлифовки их требуются круги фа­сонного профиля, что
затрудняет обработку и снижает точность изготовления. Эвольвентные червяки можно шлифовать плоской стороной круга на специальных червячно-шлифовальных станках,
поэтому будущее за эвольвентными червяками.
Червячные колеса чаще всего нарезают червячными фрезами [рис. 5.7), причем червячная фреза должна представлять копию червяка, с которым будет зацепляться червячное колесо. При нарезании Заготовка колеса и фреза совершают такое же взаимное движение, какое будут иметь червяк и червячное колесо при работе.

Основные геометрические параметры

Альфа=20⁰-профильный угол

p-шаг зубъев червяка и колеса,соответствующим делительным окружостям червяка и колеса

m-осевой модуль

z₁-число заходов червяков

d₁=q*m-диаметр делительной окружности

d_a1=d₁+2m-диапозон окруж. Выступа

d_в=d₁-2,4m-диаметры окружности впадин

время работы червячной передачи витки червяка скользят по зубьям червячного колеса.
Скорость скольжения v_ск (рис. 5. 11) направлена по касательной к винтовой линии делительного цилиндра червяка. Являясь относительной скоростью, скорость скольжения легко определяется через окружные скорости червяка и колеса. Окружная скорость червяка (м/с)
окружная скорость колеса (м/с)

Рис.5.11

^ Силы в зацеплении
В приработанной червячной передаче, как и в зубчатых передачах, сила червяка воспринимается не одним, а несколькими зубьями колеса.
Для упрощения расчета силу взаимодействия червяка и колеса F_n (рис. 5.12, а) принимают сосредоточенной и приложенной в полюсе
Виток червяка
Рис. 5.12. Схема сил, действующих в червячном зацеплении
зацепления П по нормали к рабочей поверхности витка. По правилу параллелепипеда F_n раскладывают по трем взаимно перпендикулярным направлениям на составляющие F_a, F_n, F_a1. Для ясности изображения сил на рис. 5.12, б червячное зацепление раздвинуто.
Окружная сила на червяке F_t1 численно равна осевой силе на червячном колесе F_a2.
F_n = F_a2 = 2T₁/d₁, (5.25)
где T₁ — вращающий момент на червяке.
Окружная сила на червячном колесе F_t2 численно равна осевой силе на червяке F_a1:
F_t2=F_a1 = 2T₂/d₂, (5.27)
где T₂ — вращающий момент на червячном колесе.
Радиальная сила на червяке F_r1 численно равна радиальной силе на колесе F_r2 (рис. 5.12, в):
F_r1 = F_r2 = F_t2 tga. (5.28)
Направления осевых сил червяка и червячного колеса зависят от направления вращения червяка, а также от направления линии витка. Направление силы F_t2 всегда совпадает с направлением скорости вращения колеса, а сила F_n направлена в сторону, противололожную скорости вращения червяка.

Червячная передача работает с большими тепловыделением.При значительном выделении масла возникает опасность заедания передачи,поэтому составляется уравнение теплового баланса так что бы кол-во выделяемого тепла при максимальной нагрузке передачи.