Червячные передачи. Червячная передача и ее область применения
 Скачать 158.71 Kb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова» (ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова») Институт непрерывного профессионального образования Реферат на тему: Червячная передача и ее область применения. Проверил: Выполнил: Кунгуров Д.А. Пантюхин А. Бухаров Д. Лукьянов Д. Волков А. Ижевск, 2016 Содержание: Введение……………………………………………………………………….3 Достоинства и недостатки червячных передач…………………. ………4 Конструкция червячной передачи…………………………………………5 Изображение и описание червячной передачи……………………………6 Функционирование и применение……………………………………….…7 Критерии работоспособности передачи и материалы……………..……..8 Классификация………………………………………………………………...10 Список литературы……………………………………………………………11 Введение. Сейчас мы рассмотрим червячную передачу. Червя́чная переда́ча (зубчато-винтовая передача) — механическая передача, осуществляющаяся зацеплением червяка и сопряжённого с ним червячного колеса. Иначе говоря по принципу винтовой пары с присущим ей повышенным скольжением. Червячные передачи применяют для передачи вращательного движения между валами, оси которых перекрещиваются в пространстве. Наиболее часто угол перекрещивания Θ составляет 90°. Ведущим (в большинстве случаев) является червяк, представляющий собой зубчатое колесо с малым числом (z1 = 1...4) зубьев (витков), похожее на винт Архимеда с трапецеидальной или близкой к ней по форме резьбой. Червячное колесо выполняется косозубым. Для увеличения длины контактных линий в зацеплении с червяком зубья червячного колеса в осевом сечении имеют форму дуги. Червячные передачи – это передачи зацеплением с непосредственным контактом витков червяка и зубьев червячного колеса. Червяк 1 – это винт с трапецеидальной или близкой к ней по форме резьбой. Червячное колесо является косозубым зубчатым колесо с зубьями особой дуговой формы. Такая форма зубьев обеспечивает увеличение их длины и прочности зубьев на изгиб. Червячные передачи применяют при необходимости передачи движения между перекрещивающимися (как правило взаимно перпендикулярными) валами. При вращении червяка его витки плавно входят в зацепление с зубьями колеса и приводят его во вращение. Передачи используют в станках, автомобилях, подъемно-транспортных и других машинах. Достоинства и недостатки червячных передач. Достоинства: Возможность получения большого передаточного числа в одной ступени; Плавность работы; Малошумность работы; Большое передаточное отношение одной пары, - червячные редукторы с большим передаточным числом значительно компактнее и легче, чем эквивалентные шестеренчатые, и менее материалоёмки; Самоторможение - при некоторых передаточных отношениях; Повышенная кинематическая точность. Недостатки: Повышенные требования к точности сборки, необходимость точной регулировки; При некоторых передаточных соотношениях передача вращения возможна только в одном направлении - от винта к колесу. (для некоторых механизмов может считаться достоинством). Существенное взаимное проскальзывание рабочих поверхностей, отсюда: Высокие требования к геометрической точности и прочности поверхностей трения; Сравнительно низкий КПД (целесообразно применять при мощностях менее 100 кВт) Большие потери на трение с тепловыделением, необходимость специальных мер по интенсификации теплоотвода; Повышенный износ и склонность к заеданию. Указанные недостатки обусловлены связанной с геометрией передачи невозможностью получения жидкостного трения, необходимость изготовления зубьев колеса из дорогих антифрикционных материалов; повышенные требования к точности сборки, необходимость регулировки; Конструкция червячной передачи. Червяк представляет собой винт со специальной резьбой, в случае эвольвентного профиля колеса форма профиля резьбы близка к трапецеидальной. На практике применяются однозаходные, двухзаходные и четырёхзаходные червяки. Червячное колесо представляет собой зубчатое колесо. В технологических целях червячное колесо, как правило, изготовляют составленным из двух материалов: венец — из дорогого антифрикционного материала (например, из бронзы), а сердечник — из более дешёвых и прочных сталей или чугунов. Входной и выходной валы передачи скрещиваются, обычно (но не всегда) под прямым углом. По форме тела червяки разделяют на цилиндрические, глобоидные и тороидные. Наибольшее применение находят цилиндрические червяки как более простые в изготовлении и обеспечивающие достаточно высокую нагрузочную способность. По конструкции червяки разделяют на червяки-валы, нашедшие наибольшее распространение, и насадные червяки-втулки. Червячные колеса бывают цельными и составными; у последних ступица – из чугуна или стали, а венец – из бронзы.  а – цилиндрическая; б – глобоидная; в – сечения цилиндрических червяков: АА – поперечное; ББ – перпендикулярное к направлению впадины; ГГ – перпендикулярное к направлению витка Функционирование и применение. Передача предназначена для существенного увеличения крутящего момента и, соответственно, уменьшения угловой скорости. Ведущим звеном является червяк. Червячная передача без смазки и вибрации обладает эффектом самоторможения и является необратимой: если приложить момент к ведомому звену (червячному колесу), из-за сил трения передача работать не будет. Передаточные отношения червячной передачи закладываются в пределах от 8 до 100, а в некоторых случаях — до 1000 Червячная передача главным образом применяется в червячных редукторах. Достаточно часто червячные передачи используются в системах регулировки и управления — самоторможение обеспечивает фиксацию положения, а большое передаточное отношение позволяет достичь высокой точности регулирования (управления) и(или) использовать низкомоментные двигатели. Весьма распространенное применение пары типа "глобоидальный червяк с роликовым сектором" - рулевое управление автомобилей. Благодаря этим же характеристикам червячные передачи и червячные редукторы широко применяются в подъёмно-транспортных машинах и механизмах (например, лебёдках). Часто в виде червячной пары изготавливаются механизмы натяжения струн (колковая механика) музыкальных инструментов, например, гитары. В данном применении полезным оказывается эффект самоторможения (необратимость). Критерии работоспособности передачи и материалы. Критерии работоспособности червячных передач Причины выхода из строя червячных передач ( в порядке убывания частоты проявления отказов): Износ зубьев колеса ограничивает срок службы большинства передач. Интенсивность износа увеличивается при загрязненном смазочном материале, при неточном монтаже зацепления, при повышенной шероховатости рабочей поверхности червяка, Заедание при твердых материалах колес происходит в ярко выраженной форме со значительными повреждениями поверхностей и последующим быстрым изнашиванием зубьев частицами колеса, приварившимися к червяку. При мягких материалах колес заедание проявляется в менее опасной форме, возникает перенос ("намазывание") материала колеса на рабочую поверхность червяка. Усталостное выкрашивание наблюдается только на поверхности зубьев колес, изготовленных из материалов, стойких против заедания. Пластическая деформация рабочих поверхностей зубьев колеса возникает при действии больших перегрузок. Усталостная поломка зубьев колеса имеет место после значительного их износа. Усталостная поломка витков или тела червяка и усталостный разрыв венца колеса по впадине зуба возникают редко. Материалы червяка и червячного колеса. Изготовление и червяка и колеса из твердых материалов не обеспечивает достаточной износостойкости и сопротивления заеданию. Поэтому одну из деталей передачи выполняют из антифрикционного материала (материала, хорошо сопротивляющегося заеданию и износу). Для червяка характерны относительно малый диаметр и значительное расстояние между опорами, его жесткость и прочность обеспечивают за счет изготовления его из стали. Поскольку при приработке на червяк возлагается роль формообразующего элемента, его прочность и твердость поверхности должны быть выше соответствующих свойств колеса. Материалы червяка делят на группы: 1)нетермообрабатываемые,, 2)улучшаемые, 3)поверхностно-закаливаемые, 4)цементуемые под закалку, 5)подвергаемые азотированию и хромированию. Наиболее применяемый материал - сталь 18ХГТ, твердость поверхности после цементации и закалки 56…63 HRCэ. Используют также стали 40Х, 40ХН, 35ХГСА с поверхностной закалкой до твердости 45…55HRCэ. Во всех этих случаях необходимы шлифование и полирование червяка. Применение азотируемых сталей 38Х2МЮА, 38Х2Ю позволяет исключить шлифование червяка. Червяки улучшенные и без термообработки применяют лишь во вспомогательных, малонагруженных передачах. Классификация. Червяки различают по следующим признакам: по форме образующей поверхности цилиндрические глобоидные по направлению линии витка правые левые по числу заходов резьбы однозаходные многозаходные по форме винтовой поверхности резьбы с архимедовым профилем с конволютным профилем с эвольвентным профилем трапецеидальный Зубчатые колёса различают по следующим признакам: по профилю зуба прямой — (контакт по точке, малонагруженные передачи) вогнутый — «охватывающий» червяк (контакт по линии) роликовый — зубья вырожденного сектора заменены гребневым роликом по типу зубчатого колеса полное колесо (с передачей непрерывного вращения) зубчатый сектор (с поворотом сектора на ограниченный угол) вырожденный сектор с роликом (в паре с глобоидальным червяком — рабочая длина сектора меньше рабочей длины червяка, возможна передача большого момента) Список литературы: 1.Червячная передача — статья из Большой советской энциклопедии 2. Основы конструирования и детали машин. Курс ОКДМ / Лекционный курс / Червячные передачи. Глава 12 (не позже 2007). 3. Скойбеда А. Т. и др. Детали машин и основы конструирования: Учебник. / Скойбеда А. Т., Кузьмин А. В., Макейчик Н. Н. Под общ. ред. А. Т. Скойбеды. — Мн.:Вышэйшая школа, 2000. — С. 336. — 584 с. — 3000 экз. — ISBN 985-06-0081-0 4. ГИТАРИЗМ.RU - Колки 5.Скойбеда А. Т. и др. Детали машин и основы конструирования: Учебник. / Скойбеда А. Т., Кузьмин А. В., Макейчик Н. Н. Под общ. ред. А. Т. Скойбеды. — Мн.:Вышэйшая школа, 2000. — С. 335—363. — 584 с. — 3000 экз. — ISBN 985-06-0081-0   |