О.А. Ряховский, А.В. Клыпин - Детали машин (1065792), страница 16
Текст из файла (страница 16)
По форме внешней поверхности червякиразделяют на цилиндрические, глобоидные и тороидные. Наибольшее применение находят цилиндрические как более простые в изготовлении и обеспечивающие достаточно высокую нагрузочную способность. Поэтому далее будем изучать передачи только с цилиндрическими червяками. Червячные колеса изготовляют инструментом, являющимся в основном копией червяка. По форме боковой и оверхности ни тк а червяки разделяют на архимедовы (обозначение ЯА), конволютные (лйт), эвольвентные (Я,Т), с поверхностью витка, образованнои конусом (ЯК), и с вогнутым профилем витка (ЯT).
В условиях мелкосерийного производства применяют архимедовы и конволютные червяки. Витки архимедовых червяков имеют прямолинейный профиль в осевом сечении, в торцовом сечении витки очерчены архимедовой спиралью (рис. 8.2„а, г). Витки конволютных червяков имеют прямоли- а) 6-1 уу в) Б-Б Эвольввнмв д) Б-Б Удлиненная эв г) Б-Б йрхинвдовв спи нейный профиль в сечении, нормальном к направлению витка, что очень важно прн шлифовании червяка. В торцовом сечении витки очерчены удлиненной -й эвольвентой (рис.
8.2, б, д). Нарезание архимедовых и конволютных червяков выполняют на универсальных токарно-винто- резных станках. Для шлифова- у ния архимедовых червяков требуется круг, очерченный сложной кривой в осевом сечении, что ограничивает их применение. Шлифование конволютных Рис. 8.8. Схема обработки червяков конусными кругами с червяка с вогнутым прямолинейными образующи- профилем витка ми на обычных резьбошлифовальных станках приводит к небольшому искривлению прямолинейного профиля витка, поэтому такие червяки называют «нелинейчатымиа. Червячные фрезы для нарезания червячных колес шлифуют тем же способом, поэтому получают правильное зацепление. Эвольвентные червяки представляют собой косозубые колеса с малым числом зубьев н очень большим углом наклона зубьев (рис.
8.2, в. е). Профиль зуба в торцовом сечении очерчен эвольвентой. Эвольвентные червяки шлифуют плоской стороной шлнфовального круга, что существенно упрощает их изготовление. Червяки с вогнутым профилем витка шлифуют кругом с торовой рабочей поверхностью (рис. 8. 3). 8.3. Причины выхода из строя червячных передач 105 104 Рис. 8.2.
Основные типы червяков: а. г — архимвдов; б, д — конволютный; в. в — эвольвентный Основными причинами выхода из строя передач (в порядке убывания частоты проявления отказов) являются: и Износ зубьев колеса, который ограничинает срок службы большинства передач. Интенсивность износа увеличивается при некачественном или загрязненном смазочном материале, при неточном монтаже зацепления, при повышенной шероховатости рабочей поверхности червяка. а Заедание при твердых материалах колес, вызывающее значительные повреждения поверхностей и последующее быстрое изнашивание зубьев частицами колеса, приварившимися к червяку. При мягких материалах колес заедание проявляется в менее опасной форме, возникает перенос (»намазывание») материала колеса на рабочую поверхность червяка.
и Усталостное закрашивание, происходящее только на поверхности зубьев колес, изготовленных из материалов, стойких против заедания. °: Пластическая деформация рабочих поверхностей зубьев колеса, возникающая под воздействием больших перегрузок. и Ъ'сталостная поломка зубьев колеса возможна только после значителъного их износа.
8.4. материалы для изготовления червяков и червячных колес Так как червячная передача склонна к заеданию и износу, одну из деталей передачи выполняют из антифрикционного материала, другую — из твердой стали. Для червяка характерны относительно малый диаметр и значительное расстояние между опорами, жесткость и прочность обеспечиваются за счет изготовления его из стали. В основном для червяков используется сталь 18ХГТ (твердость поверхности после цементации и закалки (56...63) НКС„), а также стали 40Х, 40ХН, 35ХГСА с поверхностной закалкой до твердости (45...55) НКС,. Во всех этих случаях необходимы шлифование и полирование червяка.
Применение азотируемых сталей 38Х2МЮА, 38Х2Ю позволяет исключить шлифование червяка после термохимической обработки. Червячное колесо обычно выполняют из антифрикционных, относительно дорогих и малопрочных материалов, которые разделяют на группы (в порядке снижения сопротивляемости заеданию и износу): 1) оловянистые бронзы (Вр010Ф1, Вр05Ц5С6 и др.); 2) безоловянистые бронзы (БрА9ЖЗЛ и др.); 3) чугуны (СЧ15, СЧ20 и др.).
Чем выше содержание олова в бронзе, тем она дороже, н тем больше сопротивление заеданию. 106 8.5. основные параметры, геометрия червячных передач Мощность Рг на червяке обычно составляет не более 30 кВт. Передаточное число и принимают от 8 до 80, в кинематических передачах — до 1000. Основные геометрические размеры архимедова червяка представлены на рис. 8.4. В червячных передачах угол профиля а обычно 20'. Расстояние между одноименными точками боковых сторон смежных витков червяка, измеренное параллельно оси, называют шагом червяка р. Осевой модуль передачи т = р/я.
Червячные колеса нарезают фрезами, режущие кромки которых при вращении образуют поверхности, идентичные с поверхностью витков червяка. В целях сокращения номенклатуры зуборезного инструмента стандартизованы модули и коэффициенты диаметра червяка С~, Ч= — ° т (8.1) р, рг тг г 16у = — ' пд, кд, д, где р,1 — ход витка червяка. Тогда (8.2) Высота головки Ь»1 и ножки Ьл витков (рис. 8.4) Ь„1= Ь"1т; где Ь", = 1 — коэффициент высоты головки; Ь~г = 1,2 — коэффициент высоты ножки; Ь' = 1 + + 0,2 соз у для эвольвентных червяков. Рис.
Гъ4. Геометрические параметры черника 107 Делительный диаметр червяка дг = от. Число заходов червяка г1 выбирают из установленных ГОСТом значений 1, 2 или 4. Передачи большой мощности не выполняют с однозаходными червяками из-за низкого КПД. угол у подъема витка червяка на делительном диаметре находят из выражения Передача со смещеноем (х а О) Передача без смещения (х = О) мат2 ~ да2+ 6т 2,+Ь (8.
7) 109 108 Диазнстры вершин и впадин: д 1 = д~ + 2Ь Ип = дз — 2Ьп. (8.4) Длину нарезанной части червяка Ь1 (рис. 8.4) определяют из условия нахождения в зацеплении максимально возможного числа зубьев колеса. Минимальное число зубьев червячных колес 22 . принимают для кинематических передач равным 17, в силовых передачах 22 „„= 28. Для силовых передач предпочтительно иметь 22 = 80...90. Передаточное число и = 22/зы Делительный диаметр колеса (рис 8.6) дв = т22.
Диазнетры вершин д 2 и впадин с(~ определяют в среднем сечении колеса; для колес, нарезанных без смещения режущего инструмента, они равны: да2 = д2 + 2 Ьа2 тг с(22 = а2 — 2 Ь~з т. Наибольший диаметр колеса определяют по эмпирической формуле где Ь = 4 для передач ЯT, Ь = 2 — для остальных. Ширина колеса Ь2 4 0,75даз (при 22 = 1 или 2 = 2), Ь2 ~ 0,67даз (при 22 = 4).
Увеличивать ширину червячного ко- Рис. 8.5. Геометрические параметры червячного колеса леса нецелесообразно, так как длина контактных линий и передаваемая нагрузка увеличиваются при этом незначительно. Межосевое расстояние передачи в общем случае обозначают через а . для передачи, нарезанной без смещения режущего инструмента, — через а. Можно выразить а через диаметры червяка д1 и червячного колеса И2 а = ' = 0,бт(д+ 22). д,+аз 2 (8.8) Значения межосевых расстояний стандартизованы с целью унификации корпусных деталей. Большинство передач выполняют со смещением режущего инструмента (рис. 8.6). Передачи со смещением выполняют Рис.
8.6. Червячные передачи, изготовленные без смещения и со смещением инструмента (8,9) (8.16) х = Ь вЂ” О,б(д + зз). а1 (8. 10) 4(„,1 = т(д + 2х) (8.11) уи = агой ( — ') . 11+ 2Х (8.12) л1 Зуб колеса Виток червяка П1 с(к2 = т (22+ 2+ 2х), 4(12 = т (22 — 2,4 + 2х); (8. 13) (8. 14) Рис. 8.7. Определение скорос- ти скольжения Рис. 8.8. Расположение контактных линий и скорости скольжения на зубе колеса с(~2 = т (22 — 2-'0,4 сову+ 2х).
(8.16) 110 для получения ближайшего стандартного межосевого расстоя- ния или изменения числа зубьев колеса (на 1 — 2 зуба). Поло- жительное смещение приводит к увеличению межосевого рас- стояния". аж= а+ тх, аи = О,бт(д + 22+ 2Х). При этом коэффициент смещения инструмента Рекомендуется 0 < х < 1 (допускается х в пределах +1). Предпочтительно использовать положительные смещения, при которых несколько повышается нагрузочная способность передачи. Для передач с вогнутым профилем витка червяка (2Т) назначают ббльшие коэффициенты смещения (1,0 < х < 1,4), предпочтительно и = 1,1...1,2. Нарезание колес для передач со смещением выполняют тем же инструментом, что и для передач без смещения. В передачах со смещением изменяется диаметр заготовки червячного колеса при неизменном диаметре заготовки червяка. В червячной передаче, нарезанной со смещением, основные размеры червяка остаются без изменений, изменяются только начальный диаметр и длина нарезанной части.
Угол подъема витка червяка на на- чальном диаметре иной, чем на делительном, и составляет В отличие от червяка у червячного колеса, нарезанного со смещением инструмента, все размеры, кроме делительного диаметра, отличаются от размеров колеса, нарезанного без смещения. Диаметры вершин и впадин в среднем сечении со- ставляют для передач с эвольвентным червяком Я.б.
Скольжение в червячной передаче. КПД передачи Для червячных передач характерна большая скорость скольжения оок витков червяка по зубьям червячного колеса и неблагоприятное направление вектора скорости скольжения относительно линии контакта (рис. 8.7): Пвк П1 112к Кй .1П1 где и1 =- — окружная скорость на начальном диаметре 6. 104 какая червяка; рз = — окружная скорость на делительном 6. 104 диаметре колеса. Скорость скольжения направлена вдоль витка червяка пск (8.17) сов у Условием отсутствия заедания и интенсивного износа является существование режима жидкостного трения между витками червяка и зубьями колеса. Зто условие выполняется при существовании в зоне контакта клиновидного зазора в направлении вектора скорости сколыкения (взаимного перемещения трущихся поверхностей).
При сколыкении поверхностей вдоль линии контакта масляный клин образоваться не может. В отличие от зубчатых передач в червячных передачах часть поверхности зуба колеса имеет зону, в которой скольжение происходит вдоль контактных линий. На рис. 8.8 цифрами 1, 2 и 3 отмечены последовательные положения контактных линий в процессе зацепления и направления скорости сколыкения о,„в некоторых точках. Зона, в которой направле- 8.8. Расчетная нагрузка. Коэффициент нагрузки 2Т ° 10з э (е) (3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
