Червячные передачи (3.6.3). (Рис)

3.6.3.Червячные передачи

Червячные передачи обеспечивают передачу вращательного движения между валами со скрещивающимися осями, т.е. являются гиперболическими передачами.

По своей конструкции червячная передача является зубчато-винтовым механизмом, сочетающим в себе свойства как винтового, так и зубчатого. Она состоит из двух основных деталей: ведущего звена – червяка и ведомого – червячного колеса.

Червяк представляет собой винт с резьбой трапецеидального либо близкого к нему профиля с малым числом заходов Z₁=1 ÷ 4. Под числом заходов понимают число винтовых поверхностей, исходящих из поперечного, по отношению к оси червяка, сечения.

{Напомнить про много заходную резьбу}

Колесо червячной передачи – это косозубое колесо, профиль зуба которого формируется огибанием витков червяка. Контакт зубьев в червячной передаче является линейным, что обеспечивает ей достаточно высокую грузоподъемность.

В зависимости от формы червяки подразделяются на цилиндрические и глобоидные (Рис.3.11).

Рис.3.11.       Цилиндрические и глобоидные червяки.

В передаче с цилиндрическим червяком делительные и начальные поверхности как червяка, так и колеса представляют собой круговые цилиндры, а в глобоидных – части вогнутой поверхности тора для червяка и круговые цилиндры для колеса. Глобоидные передачи способны передавать большие моменты вращения по сравнению с цилиндрическими за счет увеличения длины линии контакта. Однако они сложны в изготовлении и из-за этого применяются реже.

Форма винтовой поверхности резьбы цилиндрического червяка также бывает различной. Существуют червячные передачи с архимедовым, конволютным и эвольвентным контурами.

Архимедов и конвалютные червяки нарезаются на обычных винторезных станках и, как правило, используются для мелкосерийного и единичного производства. Эвольвентный червяк в нормальном к оси сечении имеет эвольвентный профиль. Его можно отождествить с зубчатым колесом с малым числом зубьев, имеющих большой угол наклона. Эти передачи достаточно технологичны и используются при крупносерийном производстве.

Достоинства червячных передач заключаются в плавности и бесшумности их работы, а также в возможности обеспечить большую величину передаточного отношения. Кроме того, червячные передачи конструктивно могут быть выполнены самотормозящимися.

Главным их недостатком является низкий КПД и, как следствие этого, существенный нагрев элементов, который вынуждает проводить специальные мероприятия для отвода выделенного в передаче тепла.

Тепловой расчет червячного редуктора. Червячная передача - одна из немногих, для которых следует проводить тепловой расчет. При недостаточном теплоотводе работа передачи может привести к чрезмерному нагреву масла.

Тепловой расчет является проверочным и сводится к определению температуры масла внутри передачи в режиме установившегося теплообмена. Основой расчета является уравнение теплового баланса, согласно которому количество тепла, выделенное передачей в процессе работы, равно количеству тепла, излученного через стенки корпуса редуктора.

Площадь поверхности теплоизлучения А передачи можно определить по формуле:

                 А= k 2 (a d₂ + a d₁ + d₁ d₂)/ 10⁶                    (1)

где k=1.2 – коэффициент коррекции поверхности излучения, а– межосевое расстояние передачи, d₁ и d₂ – диаметр червяка и червячного колеса соответственно.

С учетом уравнения теплового баланса

                                         Q_i = Q₀                                  (2)

запишем выражение

                       (1 – η) P1 103= Kt (t – t0 ) A                     (3)

где  Qi  -  количество тепла, выделенное передачей в единицу времени,  а  Q0  -  количество тепла, излученное с поверхности корпуса редуктора в единицу времени.

P1 – Мощность ведущего вала, η – коэффициент полезного действия,  Kt  - коэффициент теплоотдачи , t и t0 – температура масла и температура окружающей среды.

Откуда

                   t =( 103 (1 – η) P1 / Kt A ) + t0 ≤ ta                (4)

Фактическая температура t , рассчитанная по формуле (4), не должна быть выше предельно допустимой температуры ta для выбранного сорта масла. Для большинства современных масел можно принимать ta = 95о С.

Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.