Основы конструирования

электронный учебно-методический комплекс

Назад | На главную | Содержание | Поиск на странице | Печать | E-mail | Далее

9.2.7. Червячные передачи

Червячная передача состоит из червяка - винта с трапецеидальной нарезкой, и червячного колеса с косыми зубьями особой формы. Преимущество червячных передач перед зубчатыми состоит в большей плавности работы и в возможности достигнуть очень больших передаточных чисел.

По форме поверхности, на которой выполнены витки, различают червяки цилиндрические и глобоидные.

Наибольшее распространение получили цилиндрические червяки.

Если торцовый профиль витка очерчен архимедовой спиралью, червяк называют архимедовым (обозначение ZA), если  профиль очерчен эвольвентой окружности - эвольвентным (обозначение ZI).

Червяк может быть однозаходным и многозаходным. Число витков червяка равнозначно числу зубьев шестерни в зубчатой передаче, поэтому передаточное число червячной передачи  u = z₂ / z₁, где z₁ - число витков червяка. Обычно z₁ = 1 … 4. При одном обороте червяка колесо повернётся на число зубьев, равное числу витков червяка. Если z₁ равно единице, то в червячной передаче можно получить очень большие передаточные числа u = 7 … 100 и более.

В червячной передаче оси перекрещиваются в пространстве обычно под углом 90°, но угол перекрещивания может быть любым.

При небольших углах подъёма витка червяка передаче присуще свойство самоторможения, имеющее значение в грузоподъёмных механизмах.

Червяки изготавливают из конструкционных сталей 45, 50, легированных сталей 40Х, 40ХН и других сталей, червячные колёса - из бронз (оловянных - при скоростях скольжения 6 … 25 м/с, безоловянных - при скоростях скольжения до 8 м/с) или серых чугунов СЧ 10, СЧ 15, СЧ 18 (при скоростях скольжения до 2 м/с).

К основным параметрам червячных передач с архимедовым червяком (при угле профиля в осевом сечении α = 20°) относят:

• осевой модуль m червяка, равный торцовому модулю червячного колеса; m = р / π, где р - осевой шаг; значения модуля должны соответствовать ГОСТ 19672-74;
• высоту головки h_a1 = m и высоту ножки h_f1 = 1,2m зуба червячного колеса;
• диаметр делительного цилиндра червяка d₁ = mz₁ / tgγ.

Если обозначить z₁ / tgγ = q, тогда d₁ = mq,  где q - число модулей в делительном диаметре, или коэффициент диаметра червяка; значения q должны соответствовать ГОСТ 19672-74. Рекомендуемые сочетания параметров m, q, z₁ приведены в ГОСТ 2144-76;

• угол подъема винтовой линии (витка) по делительному цилиндру

  tgγ = mz₁ / d₁;

• ход винтовой линии Р_z1 = рz₁;
• диаметры окружностей вершин и впадин червяка

  d_a1 = d₁ + 2m = m(q + 2);

  d_f1 = d₁ - 2,4m = m(q - 2,4);

При числе зубьев червячного колеса z₂ :

• диаметр его делительной и начальной окружностей в среднем сечении d₂ = d_w2 = mz₂;
• диаметры окружностей вершин и впадин колеса

  d_a2 = d₂ + 2m = m(z₂+ 2);

  d_f2 = d₂ - 2,4m = m(z₂- 2,4);

• радиусы выемки:

  поверхности вершин R_а2  = 0,5d₁ - m;

  радиус R = 0,5d₁;

  поверхности впадин R_f2 = 0,5d₁ + 1,2m;   

  радиальный зазор с = 0,2m;

• межосевое расстояние передачи a_w = 0,5(d_w2 + d_w1 ) = 0,5m(z₂ + q).

Конструктивные элементы передачи определяют в зависимости от числа витков червяка z₁, модуля m и числа зубьев z₂ по соотношениям, приведённым в таблице 2.

Таблица 2 - Конструктивные элементы червячной передачи

Число витков червяка z1	Длина нарезанной части червяка b1, мм	Ширина колеса b2, мм	Наибольший диаметр колеса dam2 , мм
1	b1 ≥  (11 + 0,06z2)m	b2 ≤  0,75 da1	dam2 ≤  da2 + 2m
2			dam2 ≤  da2 + 1,5m
3	b1 ≥  (12,5 + 0,09z2)m	b2 ≤  0,67 da1	dam2 ≤  da2 + m

Условный угол обхвата червяка венцом колеса 2δ определяется точками пересечения дуги окружности диаметром d_а1 - 0,5m с контуром венца sin δ = b₂ / (d_a1 - 0,5m).

Нарезанную часть червяка изготавливают заодно с валом, если  d / р ≈ 1,5 … 2,5; червяк изготавливают отдельно от вала, если d / р > 2,5. Диаметр вала червяка d_в1 = 0,9d_f1. Приближённо для вычерчивания принимают: диаметр вала колеса d_в2 = 0,2d_a2;

диаметр ступицы d_ст = 1,6 d_в2;

длину ступицы е_ст = 1,5 d_в2;

толщину диска К = 0,3 b₂;

толщину обода s = 1,6m.

Размеры шпоночного паза и шпонки - по ГОСТ 23360-80.

На рисунках 9.18, 9.19 приведены чертежи деталей червячной передачи.

Увеличить рисунок

Рисунок 9.18 - Рабочий чертёж червячного колеса

Увеличить рисунок

Рисунок 9.19 - Рабочий чертёж червяка