Лекция 7. Червячная передача
Обзор: Преимущества и недостатки. Геометрические параметры и изготовление червячных передач. Кинематические параметры червячной передачи. ККД червячной передачи. Силы в зацеплении. Расчет на прочность червячной передачи. Материалы и допустимы напряжения. Тепловой расчет червячной передачи
Бесплатно
Просмотр: эта статья прочитана 12001 раз

pdf

Краткий обзор
Полностью материал скачивается выше, предварительно выбрав язык

Червячные передачи  Червячные передачи применяют для передачи движения между перекрещивающимися осями, угол между которыми, как правило, составляет 900. Движение в червячных передачах передается по принципу винтовой пары или по принципу наклоненной плоскости.

 Преимущества:

  • большие передаточные отношения;
  • плавность и бесшумность  работы;
  • высокая кинематическая точность;
  • самоторможение.


Недостатки:

  • низкий ККД;
  • износ, заедание;
  • использование дорогих материалов;
  • требования к высокой точности сборки

 Геометрические параметры и изготовление червячных передач

 В червячной передаче, как и в зубчатой, различают диаметры начальных (dw1, dw2) и делительных (d1, d2) цилиндров. В передачах без смещения  .
Червяки различают:
1. по форме образующей поверхности:

  • цилиндрические (а);
  • глобоидные (б);

2. по форме профиля витков:

  • прямолинейный (трапецеидальный, архимедов - наиболее распространенный, при HB  350, нешлифованный, выполняются на обычных станках);
  • криволинейный (евольвентний - HRC > 45, шлифованный, на специальных станках).

 Червячное колесо нарезают червячными фрезами.
Основные геометрические параметры червяка и колеса:
профильный угол;

  • осевой модуль, стандартизированный;
  • число заходов червяка;
  • число зубьев колеса, при условии не подрезания зубьев рекомендуют принимать  ≥ 28;
  • коэффициент диаметра червяка, стандартизированный;     
  • угол подъема винтовой линии.
  • делительные диаметры:                  
  • диаметр вершин                            
  • диаметр впадин             .               
  • межосевое расстояние

Передачи со смещением

 Для нарезания колес со смещением и без смещения на практике используют один и тот же инструмент. Червяк всегда нарезают без смещения.

 При условии неподрезания и заострения зубьев значения х на практике допускают в пределах ±0,7 (иногда ±1).

Точность изготовления

 ГОСТ 3675-81 устанавливает на червячные передачи 12 степеней точности:  степени 3, 4, 5, 6     - для высокоточных кинематических передач, степени 5, 6, 7, 8, 9 – для силовых передач.

 Особое значение уделяют нормам точности при монтаже, так как червячные  передачи более чувствительные к изменению межосевого расстояния

Кинематические параметры червячной передачи

 В червячной передаче, в отличии от зубчатой, окружные скорости   и   не совпадают. Они направлены под углом 900 и отличаются по значению. При относительном движении  начальные цилиндры скользят. При одном обороте червяка колесо поворачивается на угол,  охватывающий число зубьев колеса, равное числу заходов червяка.

 Основным преимуществом червячной передачи является большие передаточные отношения: в силовых передачах 10...80 , в кинематических передачах до  300 .

 При движении витки  червяка скользят по зубьям колеса, как в винтовой паре. Скорость скольжения  направлена по касательной к винтовой линии червяка

 Большое скольжение является причиной  снижения ККД, повышенного износа и заедания

ККД червячной передачи

 ККД повышается  в случае увеличения числа заходов червяка и снижается с уменьшением коэффициента трения или угла трения. Коэффициент трения снижается с увеличением скорости скольжения  .  Кроме того, значение коэффициента трения зависит от  шероховатости поверхности трения, а также качества смазочного масла.

 Свойство самоторможения  применяется в грузоподъемных механизмах. ККД самотормозящей пары, как правило,  меньше 0,5.

Силы в зацеплении

  • Окружная сила на червяке     .                   
  • Окружная сила на колесе     .                   
  • Радиальная сила   

Расчет на прочность червячной передачи

 В отличие от зубчатых передач в чеврвячных наиболее распространен износ и заедание вместо выкрашивания, что связано с большими скоростями скольжения и неблагоприятным направлением скольжения относительно линии контакта. Для предупреждения заедания ограничивают значение контактных напряжений и применяют специальные антифрикционные пары материалов: червяк - сталь, колесо - бронза или чугун.

 Основной расчет на прочность - расчет по контактным напряжением, расчет по напряжением изгиба выполняют как проверочный

Расчет на прочность по напряжениям изгиба

 По напряжениям изгиба рассчитывают только  зубья колеса, как менее прочные. Червячное колесо представляют как косозубое, при этом водят дополнительные поправки:

  • Зуб червячного колеса прочнее, чем зуб косозубого приблизительно на 40%.
  • Червячная пара хорошо прирабатывается.

Материалы и допустимы напряжения

 В связи с высокими скоростями  скольжения и неблагоприятными условиями смазки материалы червячной пары  должны иметь антифрикционные свойства, износоустойчивость и пониженную склонность к заеданию.

 Червяки изготовляют из углеродных или легированных  сталей. Наибольшую нагрузочную способность имеют  пары, в которых витки червяка  термообработаны до высокой твердости (закалка, цементация и т.п.) с последующим шлифованием.

 Червячные колеса изготовляют преимущественно из бронзы, реже из латуни или чугуна:

  • Оловянные бронзы типа ОФ10-1, ОНФ и другие считаются наилучшими материалами для червячных колес, но они дорогие и дефицитные, их применяют в передачах с большими скоростями скольжения  .
  • Безоловянистые  бронзы, например алюминиево-железистые типа БрАЖ9-4 и прочие, имеют повышенные механические характеристики, но  сниженные противозадирные свойства. Их применяют в паре с твердыми (> 45 HRC) шлифованными и полированными червяками для передач со скоростями).
  • Чугун серый или модифицированный применяют при   преимущественно в ручных поводах.

Тепловой расчет червячной передачи

 Механическая энергия, утерянная в передаче, превращается в тепловую и нагревает передачу. Если отвод теплоты недостаточный, передача перегревается и выходит из порядка.

 Если естественного охлаждения недостаточно, применяют искусственное охлаждение.

Способы искусственного охлаждения:

  1. Обдув корпуса с помощью вентилятора, при этом поверхность, которая обдувается, обеспечивается ребрами, К увеличивается к 20...28 Вт/(м20С).
  2. Оборудование в корпусе водных пустот или змеевиков  с проточной водой, при этом К увеличивается до 90...200 Вт/(м20С) при скорости воды до 1 м/с.
  3. Применение циркуляционных систем смазки со специальными холодильниками.

Формат: pdf

Размер: 600КВ

Язык: русский, украинский

Получить RSS Еще публикации по теме

Больше статей...

 На главную страницу

Оцените сайт

Примеры расчетов
Пример расчета прямозубой цилиндрической передачи
Пример расчета прямозубой цилиндрической передачи. Выполнен выбор материала, расчет допускаемых напряжений, расчет на контактную и изгибную прочность.

Пример решения задачи на изгиб балки
В примере построены эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, найдено опасное сечение и подобран двутавр. В задаче проанализировано построение эпюр с помощью дифференциальных зависимостей, провелен сравнительный анализ различных поперечных сечений балки.

Пример решения задачи на кручение вала
Задача состоит в проверке прочности стального вала при заданном диаметре, материале и допускаемых напряжениях. В ходе решения строятся эпюры крутящих моментов, касательных напряжений и углов закручивания. Собственный вес вала не учитывается

Пример решения задачи на растяжение-сжатие стержня
Задача состоит в проверке прочности стального стержня при заданных допускаемых напряжениях. В ходе решения строятся эпюры продольных сил, нормальных напряжений и перемещений. Собственный вес стержня не учитывается

Применение теоремы о сохранении кинетической энергии
Пример решения задачи на применение теоремы о сохранение кинетической энергии механической системы

Определение реакций опор твердого тела
Исходные данные и примеры решения задачи Определение реакций опор твердого тела (задача С-2 из cборника заданий для курсовых работ по теоретической механике А.А. Яблонского)

Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям движения
Пример решение задачи на определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям движения

Определение скоростей и ускорений точек твердого тела при плоскопараллельном движении
Пример решения задачи на определение скоростей и ускорений точек твердого тела при плоскопараллельном движении

Определение усилий в стержнях плоской фермы
Пример решения задачи на определение усилий в стержнях плоской фермы методом Риттера и методом вырезания узлов

Применение теоремы об изменении кинетического момента
Пример решения задачи на применение теоремы об изменении кинетического момента для определения угловой скорости тела, совершающего вращение вокруг неподвижной оси.


Учебники
А.А. Яблонский, В.М. Никифорова Курс теоретической механики, т.1 и 2
Курс теоретической механики для студентов высших учебных заведений в двух томах.

С.М. Тарг. Краткий курс теоретической механики
С.М. Тарг. Краткий курс теоретической механики. 10-е издание,1986 г.

Беляев Н.М. Сопротивление материалов
Учебник по сопротивлению материалов для студентов политехнических, транспортных, строительных, гидротехнических, энергетических и машиностроительных вузов

М.Н.Иванов, В.А. Финогенов - Детали машин
Учебник по дисциплине 'Детали машин и основы конструирования' в электронном формате. 12-е издание, исправленное, год издания 2008.

Н.Ф.Киркач, Р.А.Баласанян - Расчет и проектирование деталей машин Учебник по дисциплине Детали машин и основы конструирования в формате djvu

В.И.Анурьев. Справочник инженера конструктора Три тома cправочника инженера-конструктора. Приведены современные справочные сведения по расчету и конструкциям осей, валов,подшипников, муфт, механический передач, разъемных соединений. Материалы, допуски и посадки и др.

ГОСТ 19523-81 Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А Выписка из ГОСТ 19523-81 Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А мощностью 0,55 кВт до 15кВт, мощность, асинхронная частота вращения, геометрические размеры

ГОСТ 25347-82 «ЕСДП, поля допусков и рекомендуемые посадки» (СТ СЭВ 144-75) Настоящий стандарт распространяется на гладкие элементы деталей с номинальными размерами до 3150 мм и устанавливает поля допусков для гладких деталей в посадках и для несопрягаемых элементов.

ГОСТ 520-2002. Подшипники качения Стандарт устанавливает допуски на основные размеры и точность вращения подшипников и другие технические требования

Больше закачек...