- •Часть II
- •3. Передачи
- •3.1.Общие сведения
- •3.2. Классификация механических передач
- •3.3. Основные характеристики передач
- •3.3.1. Передачи с постоянным передаточным числом
- •3.3.2. Передачи с переменным передаточным числом
- •3.4. Фрикционные передачи
- •3.4.1. Общие сведения и классификация
- •3.4.2. Кинематические и силовые зависимости
- •3.4.3. Материалы катков
- •3.4.4. Расчет передач с параллельными осями валов
- •3.4.5. Общие сведения о фрикционных вариаторах
- •3.5. Ременные передачи
- •3.5.1. Общие сведения
- •3.5.2. Классификация
- •3.5.3. Плоскоременная передача
- •3.5.4. Клиноременная передача
- •3.6. Зубчатые передачи
- •3.6.1. Общие сведения
- •3.6.2. Классификация зубчатых передач
- •3.6.3. Точность зубчатых передач
- •3.6.4. Материалы зубчатых колес
- •6.3.5. Методы изготовления зубчатых колес
- •3.6.6. Виды разрушения зубьев. Критерии работоспособности и расчета
- •3.6.7. Расчет основных геометрических параметров цилиндрических прямозубых колес
- •3.6.8. Расчет зубьев цилиндрических прямозубых зубчатых колес на изгиб
- •3.6.9. Расчет зубьев цилиндрических зубчатых колес на контактную прочность
- •3.6.10. Особенности расчета и конструкции косозубых и шевронных зубчатых колес
- •3.6.11. Общие сведения о конических зубчатых передачах
- •3.6.12. Расчет основных геометрических параметров конических прямозубых колес
- •3.6.13 Расчет зубьев прямозубых конических передач
- •3.6.14. Расчет допускаемых напряжений
- •3.6.15. Силы, действующие на валы от зубчатых колес
- •3.6.16. Мелкомодульные зубчатые передачи приборов
- •3.6.17. Цилиндрические передачи Новикова.
- •3.6.18. Винтовые и гипоидные передачи
- •3.6.19. Волновые передачи
- •3.7. Червячные передачи
- •3.7.1. Общие сведения
- •3.7.2. Классификация червячных передач
- •Эвольвентный червяк.
- •3.7.3. Материалы. Критерии работоспособности и расчета червячных передач.
- •3.7.4. Расчет основных геометрических параметров червячных передач
- •3.7.5. Силы, действующие в червячном зацеплении
- •3.7.6. Расчет на изгиб зубьев червячного колеса
- •3.7.7. Расчет червячной передачи на контактную прочность
- •3.7.8. Расчетная нагрузка и допускаемые напряжения
- •3.7.9. Тепловой расчет червячных передач
- •3.8. Зубчатые и червячные редукторы
- •3.8.1. Общие сведения
- •3.8.2. Классификация редукторов
- •3.8.3. Расчет основных конструктивных параметров редукторов
- •Список литературы
- •Содержание
- •Часть III
3.7. Червячные передачи
3.7.1. Общие сведения
Червячная передача применяется для передачи движения между перекрещивающимися осями валов. Она состоит из ЧЕРВЯКА (винт) и ЧЕРВЯЧНОГО КОЛЕСА (зубчатое колесо с зубьями особой формы). Представляет собой разновидность винтовой зубчатой передачи и отличается от нее тем, что число зубьев (заходов) червяка мало и контакт не точечный, а линейный. Для увеличения длины контактных линий наружную поверхность червячного колеса делают вогнутой, охватывающей червяк в пределах угла .Червячные передачи изобрел Архимед.
Достоинства передач:
- возможность осуществления больших передаточных чисел:
, а в отдельных случаях ;
- плавность, бесшумность работы, компактность;
- возможность самоторможения.
Недостатки передач:
- низкий КПД ( );
- нагрев при непрерывной работе, что требует дополнительных устройств для охлаждения;
- необходимость применения для колес дорогих антифрикционных (обладающих низким коэффициентом трения, хорошей прирабатываемостью, теплопроводностью и стабильностью свойств) материалов;
- ограниченная передаваемая мощность (от долей КВт до 200 кВт, как правило, до 50 кВт).
Однако благодаря своей компактности, бесшумности в работе и больших передаточных чисел, червячные передачи широко применяются в подъемно-транспортных машинах, станках, автомобилях и других машинах, а также в качестве делительных механизмов.
КПД в червячном зацеплении определяются по зависимостям, полученным для винтов:
где — угол подъема витков червяка;
— угол трения, (f – коэффициент трения).
В зависимости то скорости скольжения , по табл. 54 /1/ находят и для червячной передачи. Причем, м/c, ( — окружная скорость червяка). Для малозаходных передач . Значение растет с ростом угла подъема до величины ; при этом значении . При дальнейшем росте угла подъема КПД начинает падать. Обычно червячные передачи имеют углы подъема . Общий КПД червячной передачи
где — потери в подшипниках;
— потери на разбрызгивание и перемешивание масла. Обычно и этой величиной можно пренебречь.
КПД червячных передач ниже, чем других механических передач. Среднее значение η с учетом потерь в опорах:
Z1 |
1 |
2 |
4 |
η |
0,65-0,8 |
0,83-0,87 |
0,89-0,91 |
3.7.2. Классификация червячных передач
Червячные передачи различают по следующим признакам:
- по форме основного червяка — цилиндрические и глобоидные;
- по форме профиля витков червяка — архимедовы (рис. 31,а), эвольвентные (рис. 31,в), конволютные (рис. 31,б), с вогнутым профилем;
- по расположению червяка относительно колеса с нижним, верхним и боковым расположением червяка,
- по конструктивному оформлению корпуса: открытые и закрытые,
- по точности изготовления: 12 степеней точности;
- по назначению: силовые с нерегулируемым и кинематические с регулируемым взаимным расположением червяка и колеса.
Эвольвентный червяк.
Образуется при нарезании его витков резцом, вершина которого может быть установлена выше или ниже оси заготовки. При этом , ( ). В поперечном сечении такого червяка получим эвольвенту, а в сечении плоскостями, касательными к боковой поверхности некоторого цилиндра диаметром прямолинейные образующие боковых сторон профиля витка. Боковая поверхность его витков представляет собой эвольвентную винтовую поверхность.
Архимедов червяк — образуется при нарезании его витков резцом, вершина которого установлена по оси заготовки. В поперечном сечении такого червяка получим Архимедову спираль. В сечении осевой плоскостью — прямые образующие боковых сторон профиля витка (трапецеидальный профиль в осевом сечении).
Боковая поверхность витков такого червяка представляет собой Архимедову винтовую поверхность. Архимедовы червяки широко распространены, т. к. наиболее просты в изготовлении и обеспечивают достаточно высокую точность червячной передачи.
Конволютный червяк образуется при нарезании его витков резцом, главная режущая кромка которого устанавливается перпендикулярно направлению впадины или витков червяка. В поперечном сечении червяка получим конволюту (удлиненная, или укороченная эвольвента), а в сечении плоскостью, нормальной к направлению впадины или витков — прямые линии, которые являются образующими боковых сторон профиля витков в этом сечении. Боковая поверхность витков такого червяка — представляет собой конволютную винтовую поверхность.
Стандартный (ГОСТ 19036-81) угол профиля ( ) принят у архимедовых червяков — в осевом сечении, у конголютных — в нормальном сечении к направлению впадины или витков, а у эвольвентных — в нормальном сечении косозубой рейки, сцепляющейся с червяком.