Червячные передачи классификация: Классификация червячных передач

Опубликовано: 12.05.2023 в 13:55

Автор: admin

Категории: Расходные материалы и оснастка для инструмента

Содержание

Зубчатые и червячные передачи

Категория:

Строительные машины и оборудование

Публикация:

Зубчатые и червячные передачи

Читать далее:

Цепные передачи

Зубчатые и червячные передачи

Зубчатая передача позволяет передавать вращение на незначительные расстояния при постоянном передаточном числе. В состав ее входят ведущее и ведомое зубчатые колеса. Ведущее (обычно меньшее) зубчатое колесо часто называют шестерней.

Рис. 1. Элементы зубчатого колеса

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Зубчатые колеса изготовляются цилиндрическими и коническими. Цилиндрические зубчатые колеса могут иметь прямые, косые, шевронные и спиральные зубья. Зубчатые колеса с косыми и шевронными зубьями служат для плавной передачи значительных усилий. Зубчатые колеса со спиральными зубьями позволяют передавать вращение между перекрещивающимися валами. Размеры (модуль) зубчатых колес определяют расчетами на прочность (изгиб), контактную прочность сдвига, изнашивание и нагревание.

Рис. 2. Цилиндрические колеса с зубьями
а — прямыми; б — косыми; в — шевронными; г — спиральными

Зубчатые колеса обычно изготовляются из чугунного и стального литья, а также из конструкционных и специальных сталей точеными, коваными, штампованными или сварными. Зубья колес обрабатываются на станках.

Зубчатые передачи, работающие в закрытых масляных ваннах, называются редукторными передачами. Они служат для увеличения крутящего момента на валу и для снижения числа оборотов вала. Обычно электродвигатели имеют на валу около 1000—1500 об/мин, которые нужно редуцировать (снижать) в 20—25 раз. Редукторы обычно устанавливаются между электродвигателем и машиной, к которой передается движение. Корпусы редукторов выполняются чаще литыми, иногда сварными. При малых передаточных числах (до г = 10) применяются одноступенчатые редукторы. Двух- и трехступенчатые редукторы применяются при больших значениях передаточных чисел.

На рис. 3 показана схема редуктора с цилиндрическими зубчатыми колесами.

Червячная передача применяется для вращения близкорасположенных валов при большом значении передаточного числа (10, 25, 40 до 100, иногда и до 400).

Червячная передача состоит из червяка (часто изготовляемого вместе с валом) и червячного колеса. Червячные колеса диаметром DH,0> Мв обычно изготовляются сборными — зубчатый венец бронзовый, а колесо чугунное. Червячная передача обычно применяется для передачи вращения от червяка к червячному колесу, т. е. для замедления.

Передаточное число червячной передачи — не только отношение числа оборотов ведущего вала ‘к числу оборотов ведомого вала, но также и от-, ношение числа зубьев червячного колеса к числу заходов червяка:

Рис. 3. Редуктор с цилиндрическими зубчатыми колесами
а — общий вид; б — кинематическая схема

Очень часто червячные передачи выполняются редукторными.

Рис. 4. Червячный редуктор
а — общий вид; б — принципиальная схема

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА открытого занятия по дисциплине «Техническая механика» на тему «Червячные передачи, их расчёт»

Пояснительная
записка

Данная методическая
разработка представляет собой материалы для проведения открытого занятия по
дисциплине «Техническая механика» на тему: «Червячные передачи, их
расчёт».

На занятии
студенты изучают червячные передачи — их классификацию, достоинства и
недостатки, материалы из которых изготовляют червячные передачи, расчёты на
прочность, тепловой расчёт и геометрический расчёт. Студенты развивают навыки математического расчёта,
пространственное мышление. Занятие носит профессиональный и развивающий
характер.

Методическая разработка содержит: план — конспект открытого занятия по
данной теме; иллюстрации; фотографии выполненные на уроке; задачу с примером
решения, вопросы для закрепления нового материала, тестовые задания по
изученной раннее теме, список использованных источников.

В методической разработке указано, что
занятие делится на три части: в первой части проводится опрос всех студентов
при помощи тестовых заданий; во второй части изучение нового материала и в
третей части решение задачи по изученной на занятии теме.

Большое количество иллюстраций необходимо:
для лучшего усвоения материала, потому что известно, что графические
изображения легче воспринимается студентами; для развёрнутого поэтапного
объяснения материала; для развития пространственного мышления без которого
невозможно изучение данной дисциплины.

План открытого занятия

по дисциплине «Техническая
механика»

Преподаватель: Цветков Леонид Петрович

Группа ВЭВХ-231

Дата: 15.05.2014 года

Тема занятия: Червячные передачи, их расчёт.

Цели занятия:

обучающая: ознакомить студентов с червячными передачами, их классификацией,
достоинствами, недостатками, материалами, расчётами;

развивающая: развивать навыки математического расчёта,
пространственное мышление;

воспитательная: воспитывать аккуратность,
усидчивость, внимательность.

Вид занятия: комбинированное занятие.

Методы обучения: репродуктивный, частично-поисковый.

Средства обучения: плакат, натурные образцы червяка,
зубчатого колеса, червячного редуктора, тестовые индивидуальные задания по
прямозубым цилиндрическим передачам (30 вариантов).

Межпредметные связи с дисциплинами: «Инженерная графика»,
«Материаловедение», «Математика», «Конструкция вагонов»

Организация внеаудиторной самостоятельной работы: работа с учебником и
конспектом.

Ход занятия

I.
Организационный
момент – 5 мин

II.
Проверка
домашнего задания.

Тестовый опрос студентов по теме: «Прямозубые
цилиндрические передачи» -15 мин.

III.
Формирование
новых знаний — 41 мин

3.1 Сообщение темы и целей занятия.

3.2 Изложение нового материала

3.2.1 Общие сведения: материалы,
классификация, достоинства, недостатки.
3.2.2. Геометрический расчёт.
3.2.3. КПД червячной передачи.
3.2.4. Силы в передаче.
3.2.5. Расчёт на прочность.

3.2.6. Тепловой расчёт.

IV.Закрепление изученного материала – 25 мин

4.1. Фронтальная беседа по вопросам

·
Из каких
материалов изготовляют червяк и венец зубчатого колеса?

·
Достоинства
и недостатки червячных передач.

·
Как
вычисляют передаточное отношение червячных передач?

·
Какие
силы действуют в червячной передаче?

·
Как
изменится передаточное отношение, если число заходов червяка увеличить до 2?

·
Последовательность
теплового расчёта червячных передач.

4.2 . Решить задачу.

V. Домашнее задание — 2 мин

Конспект лекций,
учебник [2] с. 171-191.

VI. Заключение: подведение итогов занятия – 2 мин

I.
Организационный
момент – 5
мин

II.
Проверка
домашнего задания.

Тестовый опрос студентов по теме: «Прямозубые
цилиндрические передачи» -15 мин.

Образец двух вариантов
тестовых заданий показан на рисунке. Всего 30 вариантов заданий.

Изложение нового материала

Тема: Червячные передачи

1. Общие сведения

Передача состоит из червяка, представляющего
собой короткий винт с трапецеидальной или эвольвентной резьбой и колеса с
косыми зубьями и с вогнутой поверхностью для лучшего огибания червяка.

При вращении червяка, его витки давят на
зубья колеса, заставляя его вращаться, и скользят вдоль зубьев, вызывая нагрев,
повышенный износ.

ЧП применяют для передачи движения
между скрещивающимися валами со скоростью V до 25 м/с и мощностью до 70 кВт.

а) материалы:

·
червяк
из стали 45,
50, 40Х, 40ХН, 40ХВГ, 65Г с закалкой до

HRC 45-50 или 15Х, 20X с цементацией до HRC 58-63 c с последующей шлифовкой витков;

· колесо из антифрикционных
материалов
или из стали с венцом из антифрикционных материалов: бронзы БрОФ10-1 при V до 25 м/с,

БрАЖ9-4Л при V до 6 м/с, серый чугун СЧ10, СЧ15, СЧ18 при V до 2 м/с.

пластмассы: текстолит, ДСП, капрон, нейлон.

б) классификация

·
по
форме червяка:
цилиндрические и глобоидальные;

·
по
конструкции:
с нижним, верхним или боковым расположением червяка;

· по профилю витков червяка: эвольвентный , конволютный (
удлиненная или укороченная эвольвента), архимедов червяк(конус).

Наиболее распространен
архимедов червяк.

в) достоинства

· большое передаточное
отношение и выигрыш в силе;

· плавность и бесшумность в
работе;

· возможность получения
самотормозящей передачи.

г) недостатки из-за сил трения при скольжении витков по зубьям

·
низкий
КПД;

·
нагрев в
зоне зацепления

2. Геометрический расчет ведут по формулам зубчатых колёс, определяя:

·
расчетный
модуль ;

·
расчётный
шаг

·
число
заходов червяка z₁=1,2,3,4 по ГОСТу;

·
угол
профиля 2α=40⁰, α=20⁰;

·
размеры зуба
h_a₁=h_a₂=m, h_f₁=h_f₂=1,2m;

·
делительный
диаметр d₁=mq, d₂=mz₂

·
коэффициент
диаметра червяка q его принимают по ГОСТу

·
,

·
; ;

·
угол
подъёма винтовой линии ;

·
межосевое
расстояние , отсюда ;

·
наибольший
диаметр ;

·
передаточное
отношение
, но возможно u=1-1000,

зубья не обкатываются, а
скользят относительно друг друга;

Витки червяка скользят вдоль зубьев колеса

Скорость скольжения =

где окружная скорость:

на червяке , на
колесе . поверхности витка

её раскладывают на 3 составляющие: окружную,
радиальную и осевую.

·
окружная на колесе = осевой на
червяке ;

·
радиальная на колесе= радиальной на червяке

·
осевая
на колесе =
окружной на червяке F_a₂=F_t₁=

, , т.е. тогда т.е.
осевая сила на червяке много больше, чем на колесе.

5. Расчет на прочность

Червячные передачи выходят из строя из-за
усталостного выкрашивания, поломки, износа и заедания зубьев колеса, поэтому
расчёт, как и для зубчатых передач, ведут на контактную усталость и усталость
при изгибе, а чтобы не было заедания, делают тепловой расчёт и расчёт на
жёсткость червяка.

а) расчет на контактную усталость

Чтобы не было усталостного выкашивания необходимо,
чтобы переменные контактные напряжения не превышали допускаемых .

Допускается перегрузка 5%, недогрузка 15%.

б) Расчёт на усталость при изгибе

Чтобы зуб не поломался переменные напряжения изгиба не
должны превышать допускаемых ,

6. Расчёт вала червяка на
жёсткость

Для правильного зацепления прогиб
червяка не должен превышать допускаемого

где: — осевой момент инерции
опасного сечения;

— расстояние между
опорами червяка берут с чертежа, или принимают Если , то уменьшают или
увеличивают q

7. Тепловой расчёт

При работе выделяется большое количество тепла, масло
нагревается, вязкость падает, возникает опасность заедания.

Чтобы не было заедания температура масла не
должна превышать допускаемого , где .

где — температура окружающего
воздуха;

К_т— коэффициент теплоотдачи
зависит от материала корпуса ;

А – площадь охлаждаемой
поверхности

Если ,
то необходимо:

·
увеличить
площадь А охлаждаемой поверхности, применив рёбра охлаждения;

·
применить
искусственное охлаждение:

а) обдувом корпуса вентилятором,
насаженным на вал червяка ; б) охлаждением масла водой, проходящей
через змеевик;

в) циркуляцией масла через
холодильник.

Вопросы на закрепление
материала

·
Из каких
материалов изготовляют червяк и венец зубчатого колеса.

·
Достоинства
и недостатки червячных передач.

·
Как
вычисляют передаточное отношение червячных передач.

·
Какие
силы действуют в червячной передаче.

·
Как
изменится передаточное отношение, если число заходов червяка увеличить до 2.

·
Тепловой
расчёт червячных передач.

·
Решить
задачу.

Задача

Червячный редуктор с передаточным отношением u=50, двигателем мощностью 3
кВт с частотой вращения1440 об/м наматывает на барабан диаметром 100
мм трос с грузом F.

Определить вращающий момент на барабане и величину
силы F.

КПД редуктора 0,7.

Дано:

Р₁=3 кВт=3000 Вт

n₁=1440 об/м,

ω₁=

d_Б=100 мм=0,1м

η=0,7

Решение

;

. Вес колёсной пары ≈1000 кг

V.Домашнее задание — 2 мин

Конспект лекций,
учебник [2] с. 171-191.

VI. Заключение: подведение итогов занятия – 2 мин

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ
ИСТОЧНИКОВ

1 Аркуша А.И.
Техническая механика — М.: Высшая школа, 2003. – 352 с.

2 Эрдеди А.А. Эрдеди Н.А. Детали машин —
М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 288 с.

Все о червячных передачах — что это такое и как они работают

Червячные передачи — это компоненты силовой передачи, которые в основном используются в качестве передаточных редукторов для изменения направления вращения вала, а также для уменьшения скорости и увеличения крутящего момента между непараллельно вращающимися валами. Они используются на валах с непересекающимися перпендикулярными осями. Поскольку зубья зацепляющихся шестерен скользят мимо друг друга, червячные передачи неэффективны по сравнению с другими зубчатыми передачами, но они могут привести к значительному снижению скорости в очень компактных пространствах и, следовательно, имеют множество промышленных применений. По существу, червячные передачи можно разделить на одно- и двухконтурные, что описывает геометрию зацепления зубьев. Здесь описаны червячные передачи, а также обсуждение их работы и общих применений.

Цилиндрические червячные передачи

Основной формой червяка является эвольвентная рейка, с помощью которой образуются цилиндрические зубчатые колеса. Зубья рейки имеют прямые стенки, но когда они используются для создания зубьев на заготовках шестерен, они создают знакомую изогнутую форму зуба эвольвентного прямозубого колеса. Эта зубчатая рейка по существу наматывается вокруг тела червяка. Сопряженное червячное колесо состоит из косозубых зубьев шестерни, нарезанных под углом, соответствующим углу зуба червяка. Истинная форма шпоры возникает только в центральной части колеса, поскольку зубья изгибаются, охватывая червяк. Зацепление аналогично действию зубчатой рейки, за исключением того, что поступательное движение рейки заменено вращательным движением червяка. Кривизна зубьев колеса иногда описывается как «горбовидная».

Черви будут иметь от одного до четырех (или более) потоков или запусков. Каждая резьба входит в зацепление с зубом на червячном колесе, которое имеет гораздо больше зубьев и гораздо больший диаметр, чем червяк. Черви могут поворачиваться в любом направлении. Червячные колеса обычно имеют не менее 24 зубьев, а сумма витков червяка и зубьев колеса обычно должна быть больше 40. Червяки могут быть изготовлены непосредственно на валу или отдельно и надеты на вал позже.

Многие червячные редукторы теоретически являются самотормозящимися, то есть не могут иметь обратный привод от червячного колеса, что является преимуществом во многих случаях, например, при подъеме грузов. Если желательной характеристикой является обратный ход, геометрия червяка и колеса может быть адаптирована для его обеспечения (часто требуется несколько пусков).

Отношение скоростей червяка и колеса определяется отношением числа зубьев колеса к виткам червяка (а не их диаметрам).

Поскольку червяк изнашивается сравнительно больше, чем колесо, часто для каждого из них используются разные материалы, например червяк из закаленной стали, приводящий в движение бронзовое колесо. Также доступны пластиковые червячные колеса.

Червячные передачи с одинарной и двойной оболочкой

Обволакивание относится к способу, при котором зубья червячного колеса частично наматываются на червяк или зубья червяка частично наматываются на колесо. Это обеспечивает большую площадь контакта. В червячной передаче с одним огибающим цилиндрический червяк входит в зацепление с зубьями колеса с желобками.

Чтобы обеспечить еще большую контактную поверхность зуба, иногда сам червяк имеет форму песочных часов, чтобы соответствовать кривизне червячного колеса. Эта установка требует тщательного осевого позиционирования червяка. Червячные передачи с двойной оболочкой сложны в обработке и имеют меньше применений, чем червячные передачи с одной оболочкой. Достижения в области механической обработки сделали конструкции с двойной оболочкой более практичными, чем в прошлом.

Косозубые шестерни с перекрестными осями иногда называют червячными передачами без огибающей. Самолетный хомут, скорее всего, не имеет огибающей конструкции.

Приложения

Редукторы с червячной передачей обычно применяются в приводах ленточных конвейеров, поскольку лента движется сравнительно медленно по отношению к двигателю, что обуславливает необходимость редуктора с высоким передаточным числом. Сопротивление обратному движению через червячное колесо можно использовать для предотвращения реверсирования ленты при остановке конвейера. Другими распространенными областями применения являются приводы клапанов, домкраты и циркулярные пилы. Иногда они используются для индексации или в качестве точных приводов для телескопов и других инструментов.

Нагрев является проблемой червячных передач, так как движение, по сути, скользит, как гайка на винте. Для привода клапана рабочий цикл, вероятно, будет прерывистым, и тепло, вероятно, легко рассеивается между нечастыми операциями. Для привода конвейера с возможной непрерывной работой тепло играет большую роль в проектных расчетах. Кроме того, для червячных передач рекомендуются специальные смазки из-за высокого давления между зубьями, а также из-за возможности истирания червяка и колеса из разных материалов. Корпуса червячных передач часто снабжены охлаждающими ребрами для отвода тепла от масла. Можно добиться практически любой степени охлаждения, поэтому тепловые факторы для червячных передач следует учитывать, но не ограничивать. Обычно рекомендуется, чтобы температура масла не превышала 200 ° F, чтобы обеспечить эффективную работу любого червячного привода.

Обратное движение может иметь место, а может и не возникать, поскольку оно зависит не только от углов наклона спирали, но и от других менее поддающихся количественной оценке факторов, таких как трение и вибрация. Чтобы гарантировать, что это произойдет всегда или никогда не произойдет, разработчик червячного привода должен выбрать углы спирали, которые либо достаточно крутые, либо достаточно пологие, чтобы переопределить эти другие переменные. Продуманный дизайн часто предполагает включение резервного торможения с самоблокирующимся приводом, когда на карту поставлена безопасность.

Червячные передачи доступны как в корпусе, так и в виде зубчатых передач. Некоторые агрегаты могут поставляться со встроенными серводвигателями или в многоскоростном исполнении.

Специальные прецизионные червяки и версии с нулевым люфтом доступны для применений, связанных с высокоточными редукторами. Высокоскоростные версии доступны у некоторых производителей.

Резюме

В этой статье представлено краткое обсуждение червячных передач и принципов их работы. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах. Дополнительную информацию о зубчатых колесах можно найти на веб-странице Американской ассоциации производителей зубчатых колес.

Прочие шестерни Артикул

Типы звездочек — руководство по покупке Томаса
Все о прямозубых зубчатых колесах — что это такое и как они работают
О сцеплениях — краткое руководство
Понимание передач
Все о конических зубчатых колесах — что это такое и как они работают
Все о косозубых передачах — что это такое и как они работают
Все о реечных передачах — что это такое и как они работают
Материалы для зубчатых передач, классификация и применение
Определения терминологии передач
Top Gears Производители и поставщики

Другие товары от Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Классы червячных передач, пропорции, материалы и нарезка червячных передач

Червячная передача используется во многих различных устройствах механической передачи энергии, от настраивающих колков струнных музыкальных инструментов до лифтов, конвейерных систем и систем дифференциального привода транспортных средств. В этой статье будет представлен обзор распространенных типов червячных передач, классов, стандартов, материалов и методов изготовления.

Червячная передача

Червячные передачи можно разделить на два основных класса: червячные передачи с мелким шагом и червячные передачи с крупным шагом. Червячные передачи с мелким шагом отделены от червячных передач с крупным шагом по следующим причинам:

1) Червяки с мелким шагом и червячные передачи используются в основном для передачи движения, а не мощности. Прочность зуба, за исключением более крупного конца диапазона мелкого шага, редко является важным фактором; большее значение имеют долговечность и точность, так как они влияют на передачу равномерного углового движения.

2) Конструкции корпуса и методы смазки, как правило, сильно различаются для червячных передач с мелким шагом.

3) Поскольку червяки и червячные передачи с мелким шагом настолько малы, отклонение профиля и подшипники зубьев нельзя измерить с той же точностью, что и для червяков с крупным шагом.

4) Оборудование, обычно доступное для нарезания червячных передач с мелким шагом, имеет ограничения, которые ограничивают диаметр, диапазон шага, степень достижимой точности и тип получаемого зубчатого подшипника.

5) Особое внимание следует уделить насадке в закаленных червяках с мелким шагом и режущих инструментах для червячных передач.

6) Взаимозаменяемость и высокая производительность являются важными факторами в червячных передачах с мелким шагом; индивидуальная подгонка червяка к шестерне, как это часто практикуется с прецизионными червяками с крупным шагом, нецелесообразно в случае червячных передач с мелким шагом.

Американский стандарт проектирования червячных передач с мелким шагом (ANSI B6.9-1977)

Настоящий стандарт предназначен в качестве процедуры проектирования червяков с мелким шагом и червячных передач с осями, расположенными под прямым углом. Он охватывает цилиндрические червяки со спиральной резьбой и червячные шестерни с зубчатыми колесами для полностью сопряженных поверхностей зубьев. Он не распространяется на косозубые шестерни, используемые в качестве червячных передач.

Червячные фрезы : Червячная фреза для изготовления зубчатых колес является копией сопряженного червяка в отношении профиля зубьев, количества витков и шага. Втулка отличается от червяка главным образом тем, что наружный диаметр втулки больше, что позволяет производить повторную заточку и обеспечивать нижний зазор в червячном механизме.

Шаги : Было установлено восемь стандартных осевых шагов для обеспечения адекватного охвата обычно требуемого диапазона шагов: 0,030, 0,040, 0,050, 0,065, 0,080, 0,100, 0,130 и 0,160 дюйма.

Осевой шаг используется в качестве основы для этого стандарта конструкции, потому что: 1) Осевой шаг определяет ход, который является основным размером при производстве и проверке червяков; 2) осевой шаг червяка равен окружному шагу шестерни в центральной плоскости; и 3) только один набор сменных шестерен или один главный кулачок хода требуется для данного шага, независимо от угла хода, на широко используемом червячном оборудовании.

Углы опережения : Для обеспечения адекватного охвата было установлено пятнадцать стандартных углов опережения: 0,5, 1, 1,5, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 11, 14, 17, 21, 25 и 30 градусов.

Эта серия углов в плане была стандартизирована для: 1) Минимизации инструментов; 2) позволяют получить геометрическое подобие червяков с разным осевым шагом при сохранении одинакового угла подъема; и 3) принять во внимание распределение производства в червячных передачах с мелким шагом.

Например, большинство червяков с мелким шагом имеют одну или две резьбы. Это требует меньших приращений в нижней части ряда углов опережения. Для менее часто используемых номеров резьбы достаточно пропорционально больших приращений в верхней части ряда углов подъема.

Угол давления червяка : Угол давления 20 градусов был выбран в качестве стандарта для фрез и шлифовальных кругов, используемых для производства червяков в соответствии с настоящим стандартом, поскольку он позволяет избежать нежелательного подреза независимо от угла подъема.

Таблица 1. Формулы для пропорций американских стандартных червяков и червячных передач с мелким шагом ANSI B6.9-1977

Все размеры указаны в дюймах, если не указано иное.

^a Текущая практика червячных передач с мелким шагом не требует использования заготовок с горловиной. Это приводит к гораздо более простой заготовке, показанной на диаграмме, которая очень похожа на цилиндрическую или косозубую шестерню. Небольшая потеря контакта в результате использования заготовок без звеньев мало влияет на несущую способность мелкошаговых червячных передач. Иногда желательно использовать червячные фрезы для изготовления червячных передач, в которых необходимо строго контролировать соотношение размеров между наружным и делительным диаметрами. В таких случаях заготовку делают чуть больше D _или на величину (обычно от 0,010 до 0,020) в зависимости от шага. Червячные шестерни с навершием будут иметь маленькое горлышко, которое является результатом зубофрезерной операции. Для всех намерений и целей горловина незначительна, и бланк, сделанный таким образом, не должен рассматриваться как горловой бланк.

^b Эта формула обеспечивает достаточную длину для червяков с мелким шагом.

^c Как указано в тексте на странице 2207, фактический угол давления будет немного больше из-за производственного процесса.

Хотя угол давления фрезы или шлифовального круга, используемого для производства червяка, составляет 20 градусов, нормальный угол давления, создаваемый червяком, на самом деле будет немного больше и будет варьироваться в зависимости от диаметра червяка, угла подъема и диаметра фрезы или шлифовальный круг. Метод расчета изменения угла давления приведен под заголовком Влияние метода изготовления на профиль червяка и угол давления .

Диапазон делительного диаметра червяков : Минимальный рекомендуемый диаметр шага червяка составляет 0,250 дюйма, а максимальный — 2000 дюймов.

Форма зубьев червячных и червячных передач : Форма червячной резьбы в нормальной плоскости определяется как форма, получаемая симметричным двойным коническим резцом или шлифовальным кругом, имеющим прямые элементы и угол прилегания 40 градусов.

Поскольку червяки и червячные передачи тесно связаны с методом их изготовления, невозможно четко указать форму зубьев червячной передачи, не ссылаясь на сопрягаемый червяк. По этой причине спецификации червяка должны включать способ изготовления и диаметр используемой фрезы или шлифовального круга. Точно так же для определения формы производящего инструмента информация о способе изготовления червячной резьбы должна быть предоставлена изготовителю, если инструменты должны быть спроектированы правильно.

Профиль червяка представляет собой кривую, которая отклоняется от прямой на различную величину в зависимости от диаметра червяка, угла подъема и диаметра фрезы или шлифовального круга. Метод расчета этого отклонения приведен в Стандарте. Под формой зуба червячной передачи понимается ее полное сопряжение с ответной резьбой червяка.

Влияние диаметра режущей кромки на профиль и угол давления червяков

Влияние метода производства на профиль червяка и угол давления

В червячных передачах зубчатый подшипник обычно используется в качестве средства оценки точности профиля зуба, поскольку прямые измерения профиля на червяках с мелким шагом или червячных передачах нецелесообразны. Согласно AGMA 370.01, Руководству по проектированию мелкошаговых зубчатых передач, минимальная 50-процентная начальная площадь контакта подходит для большинства мелкошаговых червячных передач, хотя в некоторых случаях, например, при значительных колебаниях нагрузки, более ограниченная начальная площадь контакта может быть желательным.

За исключением случаев, когда при изготовлении червяков используются однолезвийные токарные инструменты, концевые фрезы или фрезы специальной формы, угол давления и профиль, создаваемые фрезой, отличаются от таковых у самой фрезы. Величина этих различий зависит от нескольких факторов, а именно от диаметра и угла подъема червяка, толщины и глубины резьбы червяка, диаметра фрезы или шлифовального круга. На прилагаемой диаграмме показаны эффекты кривизны и угла давления, создаваемые в червяке резцами и шлифовальными кругами, а также то, как на степень изменения профиля червяка и угла давления влияет диаметр используемого режущего инструмента.

Материалы для червячной передачи

Червячная передача, особенно для силовой передачи, должна иметь стальные червяки и червячные передачи из фосфористой бронзы. Эта комбинация используется широко. Червяки должны быть закалены и отшлифованы, чтобы получить точность и гладкую поверхность.

Червячные передачи из фосфористой бронзы должны содержать от 10 до 12 процентов олова. S.A.E. бронза зубчатая фосфористая (№ 65) содержит 88-90 % меди, 10-12 % олова, 0,50 % свинца, 0,50 % цинка (но при максимальном суммарном содержании свинца, цинка и никеля 1,0 %), фосфора 0,10-0,30 % , алюминий 0,005%. S.A.E. бронза зубчатая фосфорно-никелевая (№ 65 + Ni) содержит 87 % меди, 11 % олова, 2 % никеля и 0,2 % фосфора.

Однозаходные червячные передачи

Отношение скорости червяка к скорости червячной передачи может быть от 1,5 и менее до 100 и более. Червячные передачи с высокими передаточными числами не очень эффективны в качестве передатчиков мощности; тем не менее, часто требуются как высокие, так и низкие коэффициенты. Поскольку передаточное отношение равно количеству зубьев червячной передачи, деленному на количество витков или «заходов» на червяке, для получения высокого передаточного числа используются однозаходные червяки. Как правило, соотношение 50 является максимально рекомендуемым для комбинации одного червяка и червячной передачи, хотя возможны соотношения до 100 и выше. Когда требуется высокое передаточное отношение, может быть предпочтительнее использовать в комбинации два комплекта червячной передачи многозаходного типа вместо одного комплекта однозаходного типа, чтобы получить такое же общее передаточное число и более высокое значение. комбинированная эффективность.

Однозаходные червяки сравнительно неэффективны из-за влияния малого угла подъема; следовательно, однозаходные червяки не используются, когда основной целью является максимально эффективная передача мощности, но они могут использоваться либо тогда, когда необходимо большое снижение скорости с одним набором зубчатых передач, либо, возможно, как средство регулировки, особенно если «механическое преимущество» или самоблокировка являются важными факторами.

Многозаходные червячные передачи

Когда червячная передача предназначена в первую очередь для эффективной передачи мощности, угол опережения червяка должен быть настолько большим, насколько это согласуется с другими требованиями, и предпочтительно между 25 или 30 и 45 градусами. Это означает, что червь должен быть многопоточным. Чтобы получить заданное отношение, некоторое количество зубьев червячной передачи, деленное на некоторое количество витков червяка, должно равняться этому соотношению. Таким образом, если соотношение равно 6, могут использоваться следующие комбинации:

Числители представляют количество зубьев червячной передачи, а знаменатели — количество витков червяка или «заходов». Количество зубьев червячной передачи не может быть точным кратным количеству витков на многозаходном червяке, чтобы получить действие «охотничьего зуба».

Количество витков или «заходов» на червяке : Количество витков на червяке обычно варьируется от одного до шести или восьми, в зависимости от передаточного отношения зубчатого зацепления. По мере увеличения передаточного отношения количество червячных нитей, как правило, уменьшается. Однако в некоторых случаях большее из двух соотношений может также иметь большее количество потоков. Например, соотношение 6 1/5 будет иметь 5 потоков, тогда как соотношение 6 5/6 будет иметь 6 потоков. Всякий раз, когда отношение дробное, число витков на червяке равно знаменателю дробной части отношения.

Нарезка червячной передачи

К станкам, используемым для нарезания червячных передач, относятся обычные фрезерные станки, зубофрезерные станки, предназначенные для нарезания цилиндрических, спиральных или червячных передач, а также специальные станки, предназначенные специально для нарезания червячных передач. Используются следующие общие методы: (1) резка с использованием прямой фрезы и радиального движения подачи между фрезой и заготовкой зубчатого колеса; (2) резание подачей фрезы по касательной к заготовке червячной передачи; и (3) резка путем подачи сужающейся фрезы по касательной. Метод нахлыста более медленный по сравнению с червячной фрезой, но он имеет два неоспоримых преимущества: во-первых, вместо дорогой фрезы можно использовать очень простой и недорогой фрез. Это имеет большое значение, когда количество червячных передач недостаточно велико для изготовления варочной поверхности. Во-вторых, с помощью метода фрезы можно производить червячные передачи с более точными зубьями, чем при использовании прямой фрезы. Конические фрезы специально приспособлены для нарезания червячных передач, которые должны зацепляться с червяками, имеющими большие углы наклона спирали; они также предпочтительнее для червячных передач, имеющих большую ширину поверхности пропорционально диаметру червяка. Зубья червячной передачи формируются более точно с помощью конической фрезы, чем с прямой фрезой, которой придается радиальное движение подачи.