ДЕТАЛИ МАШИН И ОК. 10. Детали машин Классификация деталей машин

• Название: 10. Детали машин Классификация деталей машин
• Дата: 22.04.2023
• Размер: 2.11 Mb.
• Имя файла: ДЕТАЛИ МАШИН И ОК.docx
• Тип: Документы; #1081321
• страница: 14 из 20

Червячные передачи

Червячная передача (или зубчато-винтовая передача) (рис. 1) — механизм для передачи вращения ме­жду валами посредством винта (червяка 1) и сопряженного с ним червячного колеса 2. Червяк и червячное колесо, образуют совместно высшую зубчато-винтовую кинематическую пару, а с третьим, неподвижным звеном, низшие вращательные кинематические пары. Отсюда следует, что червячная передача обладает свойствами как зубчатой (червячное колесо на своем ободе несет зубчатый венец), так и винтовой (червяк имеет форму винта) передач. На рис.1.1 показан привод от электродвигателя 3, соединенного муфтой 2 с ведущим валом червячного редуктора.

 



Рис. 1. Червячные передачи: 1 — червяк; 2— червячное колесо

 



Рис.1.1. Привод червячного редуктора

 

Червячные передачи относят к передачам зацеплением. Червячная передача — это зубча­то-винтовая передача, движение в ко­торой осуществляют по принципу вин­товой пары, которой, как известно, присуще повышенное скольжение. Направление витков червяка и зубьев колеса одинаковое. Ведущим является червяк.

Различают два вида червячных передач: цилиндрические (с цилиндри­ческими червяками, см. рис. 1, а, в); глобоидные (с глобоидными червя­ками, см. рис.1, б).

Червячную передачу, у червяка и колеса которой делительные и на­чальные поверхности цилиндрические, называют цилиндрической червячной пе­редачей.

Червячную передачу, показанную на рис. 2, называют глобоидной.



Рис. 2

 

Витки ее червяка расположены на глобоидной (торовой) поверхности. Эта передача появилась сравнительно недавно, имеет повышенную нагру­зочную способность (в 1,5—2 раза больше, чем у обычных червячных пере­дач), так как линия контакта в глобоидных передачах располагается благо­приятно, что улучшает условия для образования масляных клиньев, и в за­цеплении находится большее число зубьев колеса и витков червяка.

Глобоидные передачи требуют повышенной точности изготовления и монтажа, искусственного охлаждения. Эти передачи применяют реже, чем цилиндрические.

Достоинства и  недостатки червячных передач

Достоинства червячных передач:

- возможность осуществления передачи (одноступенчатой) с большими передаточными числами: в кинематических передачах i = 500 и более, а в силовых передачах i = 8...80, в виде исключения до 120.

- плавность и бесшумность работы;

- возможность выполнения самотормозящей передачи (ручные грузо­подъемные тали) (у такой передачи КПД меньше 50%);       

- компактность и сравнительно небольшая масса конструкции пере­дачи.

Недостатки:

- сравнительно невысокий КПД (0,7—0,92), в самотормозящих переда­чах — до 0,5 вследствие больших потерь мощности на трение в зацеплении;

- сильный нагрев передачи при длительной работе вследствие  потерь мощности на трение, который вызывает значительное выделение тепла, которое необходимо отводить от стенок корпуса.

- необходимость применения для колеса дорогих антифрикционных материалов (бронзы) и инструмента для нарезания зубьев червячных колес (червячные фрезы), а также шлифовки червяка;

- повышенное изнашивание и заедание;

Кроме того, помимо достоинств и недостатков, червячные передачи имеют важное свойство:движение передаётся только от червяка к колесу, а не наоборот.

Червячные передачи во избежание их перегрева предпочтительно использовать в приводах периодического, а не непрерывного действия.

 

КПД червячной передачи

КПД закрытой червячной передачи должен учитывать потери в за­цеплении и подшипниках, а также потери на разбрызгивание, перемешивание масла и др. Роль смазывания в червячной передаче еще важнее, чем в зубчатой, так как в зацеплении происходит скольжение витков червяка вдоль кон­тактных линий зубьев червячного колеса. В случае несовершенства сма­зывания резко возрастают потери, возможно повреждение зубьев.

Червячная передача является зубчато-винтовой и имеет потери, свой­ственные как зубчатой передаче, так и передаче винт — гайка.

Среднее значение КПД при однозаходном червяке можно принимать равным 0,7 - 0,75; при двухзаходном 0,75 - 0,82; трех- и четырехзаходном 0,83 -0,92. Общий КПД для закрытой червячной передачи можно опреде­лить по формуле (уточненный расчет)



где степень п — число пар подшипников;  — КПД, учитывающий потери в одной паре;  — КПД, учитывающий потери в подшипниках, на раз­брызгивание и перемешивание масла;  — КПД, учитывающий дополни­тельные потери в зацеплении аналогичны потерям в зубчатых передачах;   - КПД, учитывающий основные потери в зацеплении как в винтовой паре.

Из перечисленных наибольшими являются потери в зацеплении  . Значение   растет с ростом угла подъема γдо величины γ=45- ; при этом значении   = max. При дальнейшем росте угла подъема КПД начинает падать. Обычно червячные передачи имеют углы подъема γ≤27°.

При ведущем червяке



А при ведущем червячном колесе,

 

где γ – угол подъема витков червяка,   - угол трения  ,  где f -  коэффициент трения.

Вопросы для самопроверки

- Назовите область применения червячных передач.

- Какие различают виды червяков?

- Как определяют основные геометрические параметры червячной передачи?

- Почему в червячной передаче возникает скорость скольжения, как она направлена и как влияет на работу передачи?

- По какой формуле производят проверочный расчет зубьев червячного колеса на изгиб?

- В чём заключается принцип конструкции червячной передачи?

- Каковы достоинства и недостатки червячных передач?

- Какое свойство червячной передачи отличает её от других передач?

- Почему червячные передачи не рекомендуют применять при больших мощностях?

- Как осуществляют модификацию зацепления в червячных передачах?

- Каковы материалы и виды термообработки для деталей червячных передач?

- Каковы способы изготовления червячных передач?

- В чем состоит тепловой расчет передач? Почему он особенно важен для червячных передач?

- С какой целью и как выполняют червячные передачи со смещением?

- Из каких соображений выбирают число витков червяка?

- Из каких соображений ограничивают число зубьев червячного колеса? Каково ми­нимальное число зубьев колеса?

- Почему червячная передача работает с повышенным скольжением? Как скольжение влияет на работу передачи?

- Какие силы действуют на червяк и червячное колесо, как они направлены в как вычисляют их значения?

- Из каких материалов изготовляют червяки и зубчатые венцы червячных колес? Ка­кие факторы определяют выбор материала?

- Каковы основные виды разрушения зубьев червячных колес?

- Из каких соображений выбирают диаметр червяка?

- Из каких соображений выбирают число заходов червяка и число зубьев червячного колеса?

- Какие силы действуют на червяк и колесо?

- Из каких материалов изготовляют червяк и колесо?

- Каковы основные виды разрушений червячной передачи?

- На чем основан расчет червячных передач на прочность?

- Какой зуб прочнее: у червяка или червячного колеса?

- Как вычисляют КПД червячной передачи? Назовите основные факторы, влияю­щие на КПД.

- Что вызывает нагрев червячной передачи?

- Чем отличается кинематика червячной передачи от зубчатой?

- Каковы причина большого скольжения в червячной передаче и его последствия?

- Почему КПД червячной передачи меньше, чем у зубчатой? Способы его повышения?

- В каких случаях и почему целесообразно применять червячную передачу?