Червячные передачи. Параметры червяка и червячного колеса. Силы в зацеплении. Скольжение и КПД червячной передачи.

Червячные передачи

Применяются при передачи вращающего движения м/у валами, у которого угол скрещивания осей = 90 градусов.

Ведущим является червяк-винт с трапециидальной или близкой к ней резьбой.

Для облегания тела червяка, венец червячного колеса имеет зубья дугообразной формы.

Колесо – 2. Червяк – 1.

Червячная передача – зубчато-винтовая передача, движение которой осуществляется по принципу винтовой пары.

Плюсы:

1. Плавность и бесшумность работы.

2. Компактность и сравнительно не большая масса конструкции.

3. Возможность получения передаточного отношения (90 80).

4. Возможность получения самотормозящей передачи, т.е. допускающей передачу движения только от червяка к колесу.

Минусы:

1. Сравнительно меньший КПД вследствие скольжения витков червяка по зубьям колеса.

2. Выделение меньшего количества теплоты в зоне зацепления.

3. Необходимость применения для венцев червячных колёс дефицитных антифрикционных материалов.

4. Повышенный износ и склонность к заеданию.

Классификация передач

В зависимости от формы внешней поверхности червяка передачи бывают:

1. С цилиндрическим червяком

2. С глобоидным червяком

В зависимости от направления линии витка:

1. С правым направлением линии витка

2. С левым

В зависимости от числа витков:

Z=1,2,4 – заходные (по ГОСТ)

В зависимости от расположения червяка относительно колеса:

- с верхним расположением червяка

- с нижним расположением червяка

- с боковым расположением червяка

В зависимости от формы винтовой поверхности резьбы:

- с архимедовым червяком (в осевом сечении архимедова спираль)

- с конволютным червяком

- с эвольвентным червяком

Нарезание червяков и червячных колёс

Червяки – резцом или модульной фрезой затем термообработка (закалка) + шлифовка и полировка.

Колесо – червячными фрезами (точная копия червяка, с которым зацепляется колесо)

Основные геометрические соотношения

m – осевой модуль червяка, равен торцовому модулю червячного колеса.

Основными параметрами являются:

 

1. 2α=40˚

2. P=πm=> по ГОСТ

3. Ход витка , - число витков червяка

4. Высота головки витка червяка и зуба колеса

Высота ножки:

5. Делительный диаметр червяка: , q – коэффициент диаметра червяка (число m-й в делительном диаметре). Есть ГОСТ.

6. ;

7. Длина нарезной части:

при или 2

при

- число зубьев колеса

 

 

8. Делительный угол подъёма линии витка

Силы в зацеплении

Окружная сила численно равна осевой силе на колесе:

Окружная сила на червячном колесе:

Радиальная сила:

Скольжение червячной передачи

Во время работы витки червяка скользят по зубьям червячного колеса. Скорость скольжения направлена по касательной к винтовой линии делительного диаметра червяка.

Окружная скорость червяка:

Колеса:

Большое скольжение червячной передачи служит причиной низкого КПД, повышенному износу зубьев, склонность к заеданию.

КПД червячной передачи

- приведённый угол трения.

зависит от материала червяка и колес, шероховатость рабочих поверхностей, качества смазки, скорость скольжения.

, т.к. при этом в зоне зацепления создаются благоприятные условия для образования масляного клина.