Червячные передачи Червячная передача-это зубчато-винтовая передача, движение в

Червячные передачи Червячная передача-это зубчато-винтовая передача, движение в которой преобразуется по принципу винтовой пары с присущим ей повышенным скольжением.

Достоинства и недостатки червячных передач Достоинства: Получение больших передаточных чисел в одной ступени (до 80 – в силовых и до 1000 – в кинематических передачах). Возможность получения самотормозящей передачи Обладают большой точностью, плавностью и бесшумностью работы. Компактность и сравнительно небольшая масса. Недостатки: Большие скорости скольжения, износ и возможность заедания. Сравнительно малый КПД. Большие осевые усилия. Применение дорогостоящего инструмента и дорогих антифрикционных материалов. Необходимость регулирования зацепления (средняя плоскость венца червячного колеса должна совпадать с осью червяка)

Виды червячных передач по форме поверхности, на которой образуется резьба

Профили цилиндрических червяков

Геометрия червячной передачи

Геометрия червячного колеса

Кинематика червячной передачи Передаточное число: где n1, n2 – частоты вращения червяка и колеса; d1, d2 – делительные диаметры червяка и колеса; z1, z2 – число заходов червяка и число зубьев колеса; γ1 – угол подъема винтовой линии червяка. Во избежание подреза основания ножки зуба в процессе нарезания зубьев принимают z2 ≥ 28. Оптимальными являются: z2 = 32...63; z1 = 1; 2; 4.

Скольжение в червячной передаче Vск = V1/cosγ > V1 V1 – окружная скорость червяка, м/с; V2 – окружная скорость червячного колеса, м/с; Vск – скорость скольжения, м/с; γ - угол подъема винтовой линии червяка, градус.

Линии контакта в червячном зацеплении

КПД червячной передачи где КПД, учитывающие потери в подшипниках, зацеп- лении и на размешивание и разбрызгивание масла. КПД червячного зацепления где γ – угол подъема винтовой линии червяка; φ‘ – приведенный угол трения (зависит от Vск). При ведущем червяке При ведущем колесе

Условие самоторможения в червячной передаче при Условие самоторможения в червячной передаче Для предварительных расчетов, когда размеры червяч- ной передачи еще неизвестны, величину КПД оценивают ориентировочно в зависимости от z1: z1 = 1 z1 = 2 z1 = 4 η = 0,7…0,75 η = 0,75…0,82 η = 0,87…0,92

Силы в зацеплении червячной передачи

Характер и причины отказов червячных передач

Материалы червяков и венцов червячных колес Червяки Среднеуглеродистые стали: (сталь 45, 50). Легированные стали (40Х, 40ХН) с объемной закалкой или закалкой ТВЧ, HRC = 45…54. Цементируемые стали (18ХГТ, 20Х) с твердостью после ХТО: 56...63 HRC. Зубчатые венцы колес Оловянистые бронзы: (БрО10Ф1, БрО10Н1Ф1). Применяют при Vск = 5...25 м/с. Безоловянные бронзы и латуни (БрАЖЗЛ). Применяют при Vск до 3...5 м/с. Серые чугуны (СЧ15, СЧ20). Применяют при малых скоростях скольжения Vск ≤ 2...3 м/с и ме-ханизмах с ручным приводом.

Расчет червячной передачи по контактным напряжениям Для Архимедова червяка ρ1=∞, т.к. в осевом сечении профиль витка прямолинейный. lΣ - суммарная длина контактных линий в зацеплении червячной передачи где εα = 1,8...2,2; ζ = 0,75 – коэффициент, учитывающий уменьшение длины контактной линии из-за того, что соприкосновение осуществляется не по полной дуге обхвата 2δ

Расчет червячной передачи по контактным напряжениям Подставляя значения параметров ρпр и q в формулу (1), после преобразований получим Для проектного расчета формулу (5) решают относительно d2 или aw: где q/z2 = 0,22…0,4 – для силовых передач.

Расчет червячной передачи по напряжениям изгиба Расчет выполняют для зубьев червячного колеса YF2 – коэффициент формы зуба колеса, который выбирают в зависимости от эквивалентного числа зубьев zv2.

Допускаемые напряжения при расчете червячных передач Допускаемые контактные напряжения: Для оловянистых бронз: [σH] = (0,85…0,9)σв – при шлифованном и полированном червяке с HRC ≥ 45. [σH] ≈ 0,75Cvσв – при несоблюдении указанных условий Для безоловянистых бронз: (БрАЖ9-4) [σH] ≈ 300-25Vск Допускаемые напряжения изгиба: [σF] = 0,25 σT + 0,08σв – Допускаемые контактные напряжения при пиковых перегрузках: [σH]max= 4σT - оловянистые бронзы. [σH]max= 2σT - безоловянистые бронзы. [σF]max ≈ 0,8 σT -для всех бронз

Тепловой расчет червячной передачи Уравнение теплового баланса: Qвыд = Qотв, Qвыд = 103(1-η)P1, P1= T2n2/(9550η) – мощность на червяке, кВт, Qотв = KT(tм-t0)A(1+ψ), где А – площадь поверхности корпуса, омываемого внутри маслом, м2 (поверхность днища не учитывают). tм – температура масла в корпусе редуктора, ºС. t0 – температура воздуха вне корпуса, t0 = 20ºС. ψ – коэффициент, учитывающий отвод тепла от днища редуктора в основание. При установке редуктора на плите или раме ψ = 0...0,3. КТ – коэффициент теплопередачи.

Конструкции червячных колес

Схемы червячных редукторов