гг. 19.12.2022 110-1М Техническая механика Баранова. Форма занятия (лекция лабораторная работа практическое занятие дифференцированный зачетсвой вариант) лекция Тема Общие сведения о червячных передачах. Геометрические и силовые соотношения. Передаточное число. Кпд
 Скачать 0.54 Mb.
|
|
Г  БПОУ ПАМТ им. И.И.ЛЕПСЕ
Инструкция по выполнению задания Изучить материал лекции «Общие сведения о червячных передачах». Конспект лекции разместить в рабочей тетради. Просмотреть обучающее видео «Общие сведения о червячных передачах». Для просмотра осуществить переход по ссылке: https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=5YpPvEa1uTo&feature=emb_logo 3. Выполнить тестовое задание в СДОиТ OnlineTestPad по теме «Общие сведения о червячных передачах». Примечание: Тестовое задание имеет ограничение по количеству попыток прохождения (одна попытка), поэтому выполнять его следует только после внимательного изучения всех учебных материалов рассматриваемой темы. Для выполнения тестового задания осуществить переход по ссылке: https://onlinetestpad.com/oqma2kiakfr3a Червячные передачи. Общие сведения Основные сведения Червячные передачи применяют для передачи вращательного движения между валами, у которых угол скрещивания осей обычно составляет 0 = 90° (рис.1).  Рисунок 1. Червячная передача: 1 — червяк; 2 — венец червячного колеса. В большинстве случаев ведущим является червяк, т. е. короткий винт с трапецеидальной или близкой к ней резьбой. Для облегания тела червяка венец червячного колеса имеет зубья дугообразной формы, что увеличивает длину контактных линий в зоне зацепления. Червячная передача — это зубчато-винтовая передача, движение в которой осуществляется по принципу винтовой пары. Область применения червячных передач Червячные передачи применяют при небольших и средних мощностях, обычно не превышающих 100 кВт. Применение передач при больших мощностях неэкономично из-за сравнительно низкого к. п. д. и требует специальных мер для охлаждения передачи во избежание сильного нагрева. Червячные передачи широко применяют в подъемно-транспортных машинах, троллейбусах и особенно там, где требуется высокая кинематическая точность (делительные устройства станков, механизмы наводки и т. д.). Червячные передачи во избежание их перегрева предпочтительно использовать в приводах периодического (а не непрерывного) действия. Достоинства червячной передачи 1) Плавность и бесшумность работы. 2) Компактность и сравнительно небольшая масса конструкции. 3) Возможность большого редуцирования, т. е. получения больших передаточных чисел (в отдельных случаях в не силовых передачах до 1000). 4) Возможность получения самотормозящей передачи, т. е. допускающей передачу движения только от червяка к колесу. Самоторможение червячной передачи позволяет выполнить механизм без тормозного устройства, препятствующего обратному вращению колеса. 5) Высокая кинематическая точность. Недостатки червячной передачи 1) Сравнительно низкий к. п. д. вследствие скольжения витков червяка по зубьям колеса. 2) Значительное выделение теплоты в зоне зацепления червяка с колесом. 3) Необходимость применения для венцов червячных колес дефицитных антифрикционных материалов. 4) Повышенное изнашивание и склонность к заеданию. Классификация червячных передач В зависимости от формы внешней поверхности червяка (рис.2) передачи бывают с цилиндрическим (а) или с глобоидным (б) червяком.  Рисунок 2. Схемы червячных передач Глобоидная передача имеет повышенный к.п.д., более высокую несущую способность, но сложна в изготовлении и очень чувствительна к осевому смещению червяка, вызванному изнашиванием подшипников. В зависимости от направления линии витка червяка червячные передачи бывают с правым и левым направлением линии витка. В зависимости от числа витков (заходов резьбы) червяка передачи бывают с одновитковым или многовитковым червяком. В зависимости от расположения червяка относительно колеса (рис. 3) передачи бывают: с нижним (а), боковым (б) и верхним (в) червяками. Чаще всего расположение червяка диктуется условиями компоновки изделия. Нижний червяк обычно применяют при окружной скорости червяка u1≤5 м/с во избежание потерь на перемешивание и разбрызгивание масла.  Рисунок 3 Виды расположения червяка В зависимости от формы винтовой поверхности резьбы цилиндрического червяка передачи бывают: с архимедовым, конволютными и эвольвентным червяками. Каждый из них требует особого способа нарезания. Эвольвентным червяк представляет собой цилиндрическое косозубое колесо с эвольвентным профилем и с числом зубьев, равным числу витков червяка. Практика показала, что при одинаковом качестве изготовления форма профиля нарезки червяка мало влияет на работоспособность передачи. Выбор профиля нарезки червяка зависит от способа изготовления и связан также с формой инструмента для нарезания червячного колеса. Наибольшее распространение получили архимедовы червяки рис. 2.5.4.  Рисунок 4 Архимедов червяк Основные геометрические соотношения в червячной передаче В червячной передаче расчетным является осевой модуль червяка m, равный торцовому модулю червячного колеса. Значения расчетных модулей m выбирают из ряда: 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20 мм. Червяк  Геометрические размеры характеризуются шагом червяка Р=πm Где m- модуль, который выбирают по стандарту Многозаходные червяки характеризуются ходом линии витка pz Pz =p·z1 Где z1 – число витков червяка (значения z1: 1; 2; 4 ГОСТ 2144-76)  Делительный угол подъема γ линии витка tgγ=Pz/(π·d1) =Pz1 /(π·d1) = π·m·z1 /(π·d1)= m·z1 /d1 = = m·z1 /(q·m) = z1/q где d1 –делительный диаметр червяка d1=m·z1 /tgγ = q·m q- коэффициент диаметра червяка, равный числу модулей в делительном диаметре червяка. Чтобы червяк не был слишком тонким, q увеличивают с уменьшением m. Тонкие червяки при работе получают большие прогибы, что нарушает правильность зацепления. Значения коэффициентов диаметра червяка q выбирают из ряда: 7,1; 8,0; 9,0; 10,0; 11,2; 12,5; 14,0; 16,0; 18,0; 20,0; 22,4; 25,0. Высота головки и ножки витка червяка ha1=m, hf1=1,2m Диаметр вершин и впадин витков червяка da1=d1+2ha1=d1+2m df1=d1-2hf1=d1-2,4m Длина нарезанной части червяка b1 = (C1+C2z2)m Где C1и C2 – вспомогательные коэффициенты: C1= 11 и C2=0,06 при z1=1 и 2 C1= 12,5 и C2=0,09 при z1=4 Червячное колесо  Делительный диаметр колеса d2= m·z2 где Z2- число зубьев червячного колеса Высота головки и ножки зуба колеса ha2=m, hf2=1,2m Диаметр вершин и впадин зубьев колеса da2=d2+2ha2=d2+2m df2=d2-2hf2=d2-2,4m Ширина венца колеса b2≤0,75da1 при z1=1 и 2 ; b2≤0,67da1 при z1=4 Угол обхвата 2δ червяка колесом sin δ =b2 / (da1-0,5m) Межосевое расстояние aω = (d1+d2) / 2 = m(q+z2)/2 Значения aω регламентированы ГОСТ 2144-76. Передаточное число червячной передачи равно отношению числа зубьев червячного колеса к числу заходов червяка, т.е. за каждый оборот червяка колесо поворачивается на число зубьев, равное числу заходов червяка. u = ω1 / ω2 = z2 / z1 Таким образом, передаточное число не зависит от соотношения диаметров. По ГОСТ 2144-76 (передачи червячные цилиндрические) предусмотрено два ряда передаточных чисел и в пределах от 8 до 80, осуществляемых при z1 = 1,2 или 4 и z2 = 30÷80: 1-й ряд: 8; 10; 12,5; 16; 20; 25: 31,5; 40; 50; 63; 80: 2-й ряд: 9: 11,2; 14; 18; 22,4; 28; 35,5; 45; 56; 71. Первый ряд следует предпочитать второму. Материалы червячной пары Червяк и колесо должны образовывать антифрикционную пару, обладать высокой прочностью, износостойкостью и сопротивляемостью заеданию ввиду значительных скоростей скольжения в зацеплении. Червяки изготовляют из среднеуглеродистых сталей марок 40, 45, 50 или легированных сталей марок 40Х, 40ХН с поверхностной или объемной закалкой до твердости 45...53 НRСЭ. При этом необходима шлифовка и полировка рабочих поверхностей витков. Хорошую работу передачи обеспечивают червяки из цементуемых сталей (15Х, 20Х и др.) с твердостью после закалки 56...63 НКСЭ Зубчатые венцы червячных колес изготовляют преимущественно из бронзы, причем выбор марки материала зависит от скорости скольжения Vs и длительности работы. При высоких скоростях скольжения (Vs = 5...25 м/с) и длительной работе рекомендуются оловянные бронзы марон БрО10Ф1, БрО10Н1Ф1, которые обладают хорошими противозадирными свойствами. При средних скоростях скольжения (Vs = 2...5 м/с) применяют алюминиевую бронзу марки БрА9ЖЗЛ. Эта бронза обладает пониженными противозадирными свойствами, поэтому применяется в паре с закаленными до твердости ≥45НRСЭ шлифованными и полированными червяками. В отдельных случаях ее применяют до Vs = 8 м/с. При малых скоростях скольжения (Vs<2 м/с) червячные колеса можно изготовлять из серых чугунов марок СЧ12 СЧ15 и др. Практика показала, что срок службы бронзовых венцов червячных колес сильно зависит от способа отливки заготовок. Большее сопротивление изнашиванию оказывают зубья венцов, отлитых центробежным способом. Виды разрушения зубьев червячных колес. В червячной паре менее прочным элементом является зуб колеса, для которого возможны все виды разрушений и повреждений, встречающиеся в зубчатых передачах, т. е. усталостное выкрашивание, изнашивание, заедание и поломка зубьев. Причины выхода из строя червячных передач (в порядке убывания частоты проявления отказов). 1. 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. 2. Заедание при твердых материалах колес происходит в ярко выраженной форме со значительными повреждениями поверхностей и последующим быстрым изнашиванием зубьев частицами колеса, приварившимися к червяку. В случае применения мягких материалов колес заедание проявляется в менее опасной форме, возникает перенос («намазывание») материала колеса на рабочую поверхность червяка. 3. Усталостное выкрашивание наблюдается только на поверхности зубьев колес, изготовленных из материалов, стойких к заеданию. 4. Пластическая деформация рабочих поверхностей зубьев колеса возникает при действии больших перегрузок. 5. Усталостная поломка зубьев колеса происходит в результате значительного их износа. Усталостная поломка витков или тела червяка и усталостный разрыв венца колеса по впадине зуба возникают редко. | ||||||||||||||||||