Что относится к недостаткам червячных передач

Червячная передача Комментировать

Червячная или, как ее также называют, зубчато-винтовая передача представляет собой механическую конструкцию, состоящую из зубчатого колеса и специального винта с резьбой – червяка. Червячное колесо – это представитель класса колес косозубого типа. Механическая передача осуществляется за счет зацепления конусовидного червяка об зубчатое колесо. Материал верхнего слоя колеса должен обладать пониженными показателями трения, к внутренней части не предъявляется особенных требований и она может быть исполнена из любого прочного металла.

Основным рабочим органом механизма является червяк (винт с резьбой). Первичный контакт шестеренки начинается по линии, а не в конкретной точке, что является ярким преимуществом данной системы перед аналогичными.

Червяк может иметь один или несколько заходов (как правило, от одного до четырех), направление движения может быть разным: правым или левым. Доминантной частью механизма в большинстве случаев выступает червяк, в качестве субдоминанта – червячное колесо. Основным параметром в механизме является делительный осевой шаг червяка.

Виды червячных передач

Условно можно разделить червячные трансмиссии на две большие подгруппы:

Отдельно можно разделить цилиндрические червяки на различные подвиды, в зависимости от формы профиля резьбы:

У глобоидных конструкций используется всего два типа формы профилей: трапицеидальный и с вогнутым профилем. Рабочие количество витков в глобоидной передаче выше, чем в цилиндрической, это обуславливает ее мощностные характеристики. Вместе с этим возникает и потребность в дополнительной системе охлаждения, а также точности при исполнении и монтаже.

Преимущества червячных передач

Тихие и плавные в работе данные передачи – это идеальное решение для управления низкомоментными силовыми установками. Компактные размеры позволяют уместить механизм даже в самые ограниченные пространства: это может быть как рулевая часть транспортных средств, так и, например, музыкальные инструменты с толковыми механизмами. Отдельно стоит обратить внимание на свойство самоторможения: оно обеспечивает функцию самоторможения без участия дополнительных устройств управления.

Недостатки червячных передач

Основным недостатком червячной трансмиссии является невысокий КПД, связанный с потерями мощности, присущими любой винтовой паре. Использование данной конструкции подразумевает обязательное применение антифрикционных материалов, исключение которых обычно быстро приводит к заеданию зубцов. Передаваемые мощности не превышают 200 кВт, что в значительной степени ограничивает области применения данных устройств.

Источник

Червячные передачи: достоинства и недостатки, геометрические, кинематические параметры

Червячные передачи применяют для передачи вращательного движения между валами, у которых угол скрещивания осей обычно составляет 0 = 90°. 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.

Основные геометрические соотношения в червячной передаче.

Геометрические размеры червяка и колеса определяют по формулам, аналогичным формулам для зубчатых колес. 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.

Источник

Червячная передача, схемы, достоинства, недостатки, классификация

Червячная передача – это передача, два подвижных звена которой, червяк и червячное колесо, образуют совместно высшую зубчато-винтовую кинематическую пару, а с третьим, неподвижным звеном, низшие вращательные кинематические пары.

Рис. 11. Червячная передача:
1– червяк, 2– червячное колесо

Рис.12 Схема червячной передачи.

Достоинства червячных передач:

1) компактность и относительно небольшая масса конструкции;

2) возможность получения больших передаточных чисел в одной ступени – стандартные передачи u ≤ 80, специальные u ≥ 300;

3) высокая плавность и кинематическая точность;

4) низкий уровень шума и вибраций;

Недостатки червячных передач обусловлены большими скоростями скольжениявитков червяка по зубьям червячного колеса, а также значительными осевыми силами, действующими на валах передачи.

Недостатки червячных передач:

1) Низкий КПД и высокое тепловыделение;

2) повышенный износ и уменьшенный срок службы;

3) склонность к заеданию, что вызывает необходимость применения специальных антифрикционных материалов для изготовления зубчатого венца червячного колеса и специальных видов смазки с антизадирными присадками.

Классификация червячных передач:

1. по направлению линии витка червяка –

2. по числу заходов червяка –

2.1. с однозаходным червяком, имеющим один гребень, расположенный по винтовой линии, наложенной на делительный цилиндр червяка;

2.2. с двух-, трёх-, четырёх-, многозаходным червяком, имеющим соответственно 2, 3, 4 или более одинаковых гребней расположенных по винтовой линии, наложенной на делительный цилиндр червяка;

3. по форме делительной поверхности червяка –

3.1. с цилиндрическим червяком (образующая делительной поверхности – прямая линия);

3.2. с глобоидным червяком (образующая делительной поверхности – дуга окружности, совпадающая с окружностью делительной поверхности червячного колеса);

4. по положению червяка относительно червячного колеса –

4.1. с нижнимрасположением червяка;

4.2. с верхнимрасположением червяка;

4.3. с боковымрасположением червяка;

5. по пространственному положению вала червячного колеса –5.1. с горизонтальным валом червячного колеса;

Рис. 13. Установка резца при нарезании архимедовых (1), конволютных (2) и эвольвентных (3) червяков.

5.2. с вертикальным валом червячного колеса;

6. по форме боковой (рабочей) поверхности витка червяка (рис. 14) –

6.1. с архимедовым червяком, боковая поверхность его витков очерчена прямой линией в продольно-диамет­ральном сечении (обозначается ZA);

6.2. с конволютным червяком, боковая поверхность его витков очерчена прямой линией в нормальном к направлению витков сечении (обозначается ZN);

6.3. с эвольвентным червяком, боковая поверхность его витков в продольно-диаметральном сечении очерчена эвольвентой (обозначается ZI).

Эвольвентный червяк эквивалентен цилиндрическому эвольвентному косозубому колесу с числом зубьев, равным числу заходов червяка.

Форма боковой поверхности червяка мало влияет на работоспособность червячной передачи и, в основном, связана с выбранной технологией изготовления червяка (рис. 13).

Планетарные передачи, схемы, достоинства, недостатки, классификация

Планетарнойназывается передача, имеющая в своём составе зубчатыеколёса с перемещающимися геометрическими осями (рис. 14). Такие колёса (рис. 14, поз. 2) принято называть сателлитами. Колёса, геометрические оси которых совпадают с общей осью передачи (с осью входного и выходного валов), называют центральными. Центральное колесо с зубьями на внешней стороне обода (рис. 14, поз. 1), то есть направленными от оси вращения колеса, называют солнечной шестерней, а второе центральное колесо, взаимодействующее с сателлитами внутренними зубьями (рис. 14, поз. 3), то есть направленными к оси колеса, называют эпициклическим или просто эпициклом. Звено, несущее на себе подвижные оси сателлитов, называют водилом (рис. 14, поз. 4). На кинематических схемах (рис. 14) зубчатые колёса обычно обозначают арабскими цифрами, а водило – буквой H или h.

Рис. 14. Планетарная передача (кинема­тическая схема): 1 – солнечное колесо; 2– сателлит; 3 – эпицикл; H – водило.

Достоинства:

1. уменьшение габаритов трансмиссии;

2. высокую надежность работы (сохранение работоспособности даже при потере нескольких зубьев на центральных колёсах);

3. высокий КПД при относительно больших передаточных числах;

4. отсутствие поперечной нагрузки на основных валах;

5. возможность изменения передаточного числа без вывода зубчатых колёс из зацепления;

6. возможность отсоединения вала двигателя от трансмиссии при использовании фрикционов коробки передач (коробка передач одновременно выполняет роль главного фрикциона);

7. высокую скорость переключения передач, что способствует повышению среднего темпа движения машины.

Недостатки планетарных передач:

1. необходимость повышенной точности изготовления вследствие наличия избыточных связей (наличия «лишних» сателлитов);

2. резкое снижение КПД при больших передаточных числах.

Классификация.

Все планетарные ряды в зависимости от знака внутреннего передаточного отношения, определенного при остановленном водиле, классифицируются на два класса:

1. Планетарные ряды с положительным внутренним передаточным отношением.

2. Планетарные ряды с отрицательным внутренним передаточным отношением.

Источник

Лекция 16. Червячные передачи: особенности конструкции, достоинства и

Червячные передачи: особенности конструкции, достоинства и

недостатки, классификация, материалы колес

В отличие от косозубого колеса обод червячного колеса имеет вогнутую форму, способствующую некоторому облеганию червяка и соответственно увеличению длины контактной линии. Резьба червяка может быть однозаходной или многозаходной (2, 4).

Достоинства:

— возможность получения большого передаточного отношения;

— плавность и бесшумность работы;

— возможность получения самоторможения (при смене входа).

Недостатки:

— необходимость применения для колеса дорогостоящих антфрикционных материалов;

— повышенный износ и нагрев.

Червячные передачи классифицируются по различным признакам:

1) по форме червяка:

— с цилиндрическим червяком (рисунок 42а);

— с глобоидным червяком (рисунок 42б);

Б) с глобоидным червяком

2) по форме профиля витка червяка:

— с конволютным червяком, имеющим прямолинейные очертания витка в нормальном сечении (рисунок 43б);

— эвольвентным червяком ( ZJ ), представляющим косозубое колесо с малым числом зубьев и с большим углом наклона (в торцовом сечении зуб имеет эвольвентный профиль (рисунок 43в).

В связи с высокими скоростями скольжения материалы червячной пары должны обладать антифрикционными свойствами, износостойкостью и пониженной склонностью к заеданию.

Червяки изготовляют из углеродистых или легированных сталей. Наибольшей нагрузочной способностью обладают пары, у которых витки червяка термообработаны до высокой твердости с последующим шлифованием.

Червячные колеса изготовливают преимущественно из бронзы, реже из чугуна.

Оловянные бронзы типа ОФ10-1, ОНФ считаются лучшим материалом, однако они дороги и дефицитны. Применяют при больших скоростях V_s=5…25 м/с.Безоловянистые бронзы, например алюминиево-железистые типа Бр.АЖ9-4, обладают повышенными механическими характеристиками, но имеют пониженные противозадирные свойства. Их применяют при V_s

Источник

Червячные передачи

Червячные передачи применяют для передачи вращательного движения между валами, у которых угол скрещивания осей обыч¬но составляет 0 = 90° (рис.2.5.1).

Рисунок 2.5.1. Червячная передача: 1 — червяк; 2 — венец червячного колеса.

В большинстве случаев веду¬щим 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, дви¬жение в которой осуществляется по принципу винтовой пары.

6.1.2 Область применения червячных передач

Червячные передачи применяют при небольших и средних мощностях, обычно не превышающих 100 кВт. Приме¬нение передач при больших мощностях неэкономично из-за срав¬нительно низкого к. п. д. и требует специальных мер для охлажде¬ния передачи во избежание сильного нагрева. Червячные передачи широко применяют в подъемно-тран¬спортных машинах, троллейбусах и особенно там, где требуется высокая кинематическая точность (делительные устройства стан¬ков, механизмы наводки и т. д.). Червячные передачи во избежание их перегрева предпочти¬тельно использовать в приводах периодического (а не непрерыв¬ного) действия.

Теги; Червячные передачи, червячный вал, венец червячный, бронзовый червяк, винтовая передача, червячная передача, винт червячый, червячная шестерня, червяк редуктора червяк, шестерни, червячный венец, колесо червячное

Червячные передачи применяют для передачи вращательного движения между валами, у которых угол скрещивания осей обыч¬но составляет 0 = 90° (рис.2.5.1).

Рисунок 2.5.1. Червячная передача: 1 — червяк; 2 — венец червячного колеса.

В большинстве случаев веду¬щим 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, дви¬жение в которой осуществляется по принципу винтовой пары.

6.1.2 Область применения червячных передач

Червячные передачи применяют при небольших и средних мощностях, обычно не превышающих 100 кВт. Приме¬нение передач при больших мощностях неэкономично из-за срав¬нительно низкого к. п. д. и требует специальных мер для охлажде¬ния передачи во избежание сильного нагрева. Червячные передачи широко применяют в подъемно-тран¬спортных машинах, троллейбусах и особенно там, где требуется высокая кинематическая точность (делительные устройства стан¬ков, механизмы наводки и т. д.). Червячные передачи во избежание их перегрева предпочти¬тельно использовать в приводах периодического (а не непрерыв¬ного) действия.

6.1.3 Достоинства червячной передачи

1) Плавность и бесшум¬ность работы.
2) Компактность и сравнительно небольшая мас¬са конструкции.
3) Возможность большого редуцирования, т. е. получения больших переда¬точных чисел (в отдельных случаях в не силовых передачах до 1000).
4) Возможность получе¬ния самотормозящей передачи, т. е. допускающей передачу дви¬жения только от червяка к колесу. Самоторможение червячной передачи позволяет выполнить механизм без тормозного устрой¬ства, препятствующего обратному вращению колеса.
5) Высокая кинематическая точность.

6.1.4 Недостатки червячной передачи

1) Сравнительно низкий к. п. д. вследствие сколь¬жения витков червяка по зубьям колеса.
2) Значительное выделе¬ние теплоты в зоне зацепления червяка с колесом.
3) Необходи¬мость применения для венцов червячных колес дефицитных ан¬тифрикционных материалов.
4) Повышенное изнашивание и склонность к заеданию.

6.1.5 Классификация червячных передач

В зависимости от формы внешней поверхности червяка (рис.2.5.2) передачи бывают с цилиндрическим (а) или с глобоидным (б) червяком.

Глобоидная передача имеет повышенный к.п.д., более высо¬кую несущую способность, но сложна в изготовлении и очень чувствительна к осевому смещению червяка, вызванному изнашиванием подшипников.

1. В зависимости от направления линии витка червяка чер¬вячные передачи бывают с правым и левым направлением линии витка.
2. В зависимости от числа витков (заходов резьбы) червяка передачи бывают с одновитковым или многовитковым червяком.

Рисунок 2.5.2. Схемы червячных передач

3. В зависимости от расположения червяка относительно колеса (рис. 2.5.3) передачи бывают: с нижним (а), боковым (б) и верхним (в) червяками. Чаще всего расположение червяка диктуется условиями компоновки изделия. Нижний червяк обыч¬но применяют при окружной скорости червяка u1?5 м/с во избежание потерь на перемешивание и разбрызгивание масла.
4. В зависимости от формы винтовой поверхности резьбы цилиндрического червяка передачи бывают: с архимедовым, конволютными и эвольвентным червяками. Каждый из них требует особого способа нарезания.

Рисунок 2.3.3 Виды расположения червяка

Эвольвентным червяк представляет собой цилиндрическое косозубое колесо с эвольвентным профилем и с числом зубьев, равным числу вит¬ков червяка.

Практика показала, что при одинаковом качестве изготовле¬ния форма профиля нарезки червяка мало влияет на работоспо¬собность передачи. Выбор профиля нарезки червяка зависит от способа изготовления и связан также с формой инструмента для нарезания червячного колеса.

Наибольшее распро¬странение получили архимедовы червяки рис. 2.5.4.

Рисунок 2.5.4 Архимедов червяк

6.1.6 Основные геометрические соотношения в червячной передаче

Геометрические размеры червяка и колеса определяют по формулам, аналогичным формулам для зубчатых колес. 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.

6.1.7 Основные геометрические размеры червяка (рис. 2.5.6):

Рисунок 2.5.6 Геометрические параметры червяка

угол профиля витка в осевом сечении 2а = 40°
расчетный шаг червяка (2.5.1),
откуда расчетный модуль (2.5.2),
ход витка (2.5.3),
где z1 — число витков червяка;
— высота головки витка червяка и зуба колеса;
— высота ножки витка червяка и зуба колеса;
— делительный диаметр червяка, т. е. диаметр такого цилиндра червяка, на котором толщина витка равна ширине впадины,
где q — число модулей в делительном диаметре червяка или коэффициент диаметра 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.

Длина нарезанной части червяка зависит от числа витков.

6.1.8 Основные геометрические размеры червячного колеса

Рисунок 2.5.7 Геометрические параметры червячного колеса

диаметр вершин витков (2.5.4),
диаметр вершин витков (2.5.5),
делительный диаметр (2.5.6),
диаметр вершин зубьев (2.5.7),
диаметр впадин колеса (2.5.8)
межосевое расстояние — главный параметр червячной передачи

(2.5.9)

где -коэффициент смещения инструмента,
наибольший диаметр червячного колеса

(2.5.10)

Ширина венца червячного колеса зависит от числа витков червяка: В ГОСТе рекомендуются сочетания параметров z1, z2, q, m,обеспечивающие при стандартных межосевых расстояниях получение различных передаточных чисел u..

6.1.9 Конструктивные элементы червячной передачи

В большинстве случаев червяк изготовляют как одно целое с валом, для обеспечения жесткости червяка.

Для экономии бронзы зубчатый венец червячного колеса изготовляют отдельно от чугунного или стального диска:
1) колесо с напрессованным венцом. Эта конструкция применяется при небольшом диаметре колес в мелкосерийном производстве (рис. 2.5.8).

Рисунок 2.5.8 Колесо с напрессованным венцом

2) колесо с привернутым венцом. Такую конструкцию применяют при диметрах колеса более 400мм (рис.2.5.9)

Рисунок 2.5.9 Колесо с привернутым венцом

3) колесо с венцом, отлитым на стальном центре. Эту конструкцию применяют в серийном и массовом производстве (рис. 2.5.10)

Рисунок 2.5.10 колесо с отлитым венцом Теги; Червячные передачи, червячный вал, венец червячный, бронзовый червяк, винтовая передача, червячная передача, винт червячый, червячная шестерня, червяк редуктора червяк, шестерни, червячный венец, колесо червячное

Источник