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 мультипликаторахпри 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 z₁. В червячной паре, в отличие от зубчатой передачи окружные скорости V₁ и V₂ 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_tдля 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 qзависит от числа заходов на червяке z­₁ и угла подъема линии витка γна 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 qи 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 Vизвестны.

Тогда:

V­₂­ = V­_1­ tgγ ;

;

d_­2­ = m∙ z­₂ ;

d­₁­ = q∙ m.

Окончательно имеем:

 

Передаточное отношение червячной передачи i­₁₂ может иметь очень большие значения; например, если червяк имеет один заход i­₁₂ 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 ≈ V­₁­ что приводит к большим потерям передаваемого момента и снижению КПД. Это является основным недостатком червячной передачи.