Лекция 8 ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

П л а н л е к ц и и

1. Общие сведения.

2. Основные геометрические параметры червячной передачи.

3. Условия оптимизации параметров червячной передачи.

4. Алгоритм проектирования передач.

1. Общие сведения

Червячная передача (рис. 8.1) состоит из червяка 2 , т. е. винта с трапецеидальной или близкой к ней по форме резьбой, и червячного колеса1 , т. е. зубчатого колеса с зубьями особой формы, получаемой в результате взаимного огибания с винтами червяка.

Исходные данные для разработки червячных передач аналогичны сведениям, необходимым для проектирования любой передачи зацеплением. Выше уже отмечалось, что червячные преобразователи предназначены для передачи движения между скрещивающимися осями. При этом проблема повышения нагрузочной способности решается путем увеличения линейного контакта зубьев за счет их особой конструктивной формы. Прежде всего это форма делительной поверхности червяка. В промышленности применяются два вида червяков:

цилиндрический червяк (рис. 8.2), в котором винтовая линия нарезается на поверхности цилиндра;

глобоидный червяк , имеющий форму глобоида, образованного вращением дуги окружности вокруг червяка (рис. 8.3).

Вторым фактором повышения работоспособности является конструктивное исполнение червячного колеса с вогнутым зубом.

Теория червячного зацепления базируется на представлении его в виде плоского реечного зацепления. Поэтому все теоретические предпосылки, разработанные для эвольвентного зубчатого зацепления, справедливы и для червячной передачи. В этом случае червячный преобразователь эквивалентен зубчатому, у которого число зубьев одного колеса равно бесконечности. Такое колесо превращается в червяк, имеющий в осевом сечении форму зубчатой рейки со стандартным модулем m . Для нормальной работы передачи необходимо равенство осевого шага червяка и окружного шага колеса.

В зависимости от формы-профиля боковой поверхности витков применяются червяки трех типов:

архимедов , имеющий в осевом сечении прямолинейный трапецеидальный профиль с углом α = 20° (рис. 8.4,а );

конволютный , у которого профиль прямолинеен в сечении, перпендикулярном к витку (рис. 8.4,б );

эвольвентный с выпуклым эвольвентным профилем в осевом сечении

(рис. 8.4, в ).

2. Основные геометрические параметры червячной передачи

Основными геометрическими параметрами червячной передачи в соответствии с ГОСТ 2144–76 являются:

1) число заходов червяка Z 1 – количество винтовых поверхностей, нанесенных на червяке. В практике используются червяки с числом заходов 1,

2) осевой модуль m t , величина которого принимается в соответствии со стандартом;

3) коэффициент диаметра червяка q , представляющий отношение

делительного диаметра к модулю и равный q =Z 1 /tg α, где α – угол подъема винтовой линии червяка.

Параметры, определяющие размеры зуба по высоте и толщине, находятся по тем же соотношениям, что для эвольвентного зубчатого зацепления. Значения величины q стандартизованы и вычисляются в

соответствии с модулем в пределах q = 8–28. Проблема увеличения жесткости червяка при малых значениях модуля решается за счет увеличения

где Z 2 – число зубьев колеса, определяемое через передаточное отношение;

Z 2 =Z 1 i > 28.

Соответственно межосевое расстояние передачи

	a w = (d w 1 +d w 2 )/2 =m (Z 2 +q )/2. Винтовая передача и линейный привод для прицепов Реабилитационные применения в области ног. . Попробуйте наши червячные передачи, вы будете удивлены высоким качеством и коротким сроком доставки. Здесь мы являемся идеальным партнером для вас, потому что с многолетним опытом и нашей собственной окончательной сборкой мы можем охватить широкий диапазон. Будь то червячная передача с тормозным двигателем, специальным валом, мотор-редуктором с коробкой передач, как червячный редуктор с внешним вентилятором, специальным напряжением или во взрывозащищенном исполнении.
Длина нарезанной части червяка:
при Z 1
	l 1 ≥ (11 + 0,06Z 2 )m ,
при Z 1
	l 1 ≥ (12,5 + 0,09Z 2 )m .

Условный угол обхвата червяка колесом находят по формуле

sinγ = b 2 /(d a 1 – 0,5m ),

где b 2 – ширина венца червячного колеса:

при Z 1 = 1–2

b 2 ≤ 0,75d a 1 ,

при Z 1 = 3–4

b 2 ≤ 0,67d a 1 .

Червячные преобразователи при особых условиях являются устройствами необратимыми, т. е. не позволяющими преобразовывать движение от червячного колеса к червяку. Это условие носит название

самоторможения.

Факторами, влияющими на условие самоторможения, являются угол подъема винтовой линии α и приведенный угол трения φ.

Аналитическое выражение условия самоторможения имеет вид

α < φ = arctg (f /cos α),

где f – коэффициент трения материалов червяка и колеса.

Увеличение числа заходов червяка ведет к увеличению α и, следовательно, к устранению самоторможения передачи.

При рассмотрении усилий в червячной передаче нормальное к поверхности зуба давление раскладывают на окружную F t , осевуюF a и радиальнуюF r составляющие.

Окружная сила на червяке F t 1 численно равна осевой силе на колесеF a 2 и направлена против вращения червяка (рис. 8.6):

	Fr 1
				Fr 1
Fa 1	Ft 1	Ft 1			Fa 2

Fr 2

Самый крупный недостаток червячных передач – низкий КПД в связи с большими потерями мощности на трения в зацеплении.

Высокая скорость скольжения профилей, представляющая собой геометрическую разность окружных скоростей червяка и колеса, приводит к значительной работе сил трения.

Коэффициент полезного действия с учетом потерь в опорах

Потерянная энергия трения превращается в теплоту, нагревая передачу. Для обеспечения нормальной работы передачи необходимо, чтобы количество теплоты, выделенное в передаче, не превышало количества теплоты охлаждения, т. е. уравнение теплового баланса имеет вид

Поскольку охлаждение передачи осуществляется через поверхность корпуса, то в ряде случаев при значительной мощности поверхность снабжают охлаждающими ребрами, увеличивающими общую площадь охлаждения.

3. Условия оптимизации параметров червячной передачи

Условия работоспособности червячной передачи сводятся к обеспечению контактной и изгибной выносливости зубьев червячного колеса и ограничению температуры нагрева передачи.

Контактная выносливость зубьев червячного колеса. Главным критерием в этом случае является отсутствие выкрашивания поверхности зубьев, а также отсутствие заедания и задира рабочих поверхностей зубьев.

Условие контактной выносливости имеет вид

Н 2 Н 2 , (8.10)

где Н 2 – фактические контактные напряжения на поверхности зубьев червячного колеса; Н 2 – допускаемые контактные напряжения для

материала
При этом обычно устанавливают следующие ограничения в контактном
нагружении: не более 10 % перегрузки и 20 % недогрузки передачи;
	0,8 К Н =	Н 2
			Н 2

где К Н – коэффициент контактного нагружения передачи.

Оценка работоспособности червячной передачи, как и зубчатых передач, производится на контактную выносливость при изгибе. При этом расчет на контактную выносливость должен обеспечить отсутствие не только выкрашивания, но и заедания, приводящего к задирам рабочих поверхностей зубьев.

Поскольку витки червяка более прочные, чем зубья колеса, расчеты работоспособности выполняются для червячного колеса.

Расчеты по контактным напряжениям основаны на использовании формулы определения напряжений при линейном контакте, имеющей применительно к червячной передаче вид

					K H T 2E пр	[σ] H
			dw 2		dw 1
где E пр – приведенный модуль упругости;K H – коэффициент нагрузки;
			K H= K Hβ K Hν .

Коэффициент K H β , учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, зависит от деформации червяка и от характера изменения нагрузки:

K H β = 1 + (Z 1 /θ)3 (1 – χ),

где θ – коэффициент деформации червяка; χ – коэффициент режима нагрузки. Коэффициенты θ и χ определяются по таблицам, приводимым в справочной литературе. Коэффициент динамической нагрузки КHv зависит от скорости скольжения и точности изготовления передачи и также приведен

в справочной литературе.

Так как червячное колесо с целью увеличения износостойкости обычно изготовляется из бронзы, то допускаемое напряжение определяется по зависимости

		0,9с σ

где c v – коэффициент, зависящий от скорости скольженияv cк ; приv cк ≤ 4, м/сc v = 1,42 – 0,1v cк ; приv cк > 4 м/сc v = 1,66v cк –0,352 ; в – предел прочности бронзы;N НE – эквивалентное число циклов нагружения.

При проектных расчетах выражение (8.15) преобразуют относительно межосевого расстояния

					3 (0, 463/(Z			/ q)) 2 T K
									H пр

Точность изготовления червячных передач регламентируется стандартом. В механизмах чаще всего используются передачи, выполненные с 6–8-й степенями точности.

Изгибная выносливость зубьев червячного колеса. Коэффициент изгибного нагружения К F оценивается величиной отношения фактических напряжений изгиба зуба червячного колеса F 2 к допускаемым изгибным напряжениям материала колеса F 2 , т. е.

К F=	σ F2
	[σ]F 2

Обычно коэффициенты изгибного нагружения имеют значения меньше коэффициента контактного нагружения.

Только в редких случаях для открытых передач при большом числе зубьев колеса (Z 2 > 80) может оказаться, что прочность на изгиб недостаточна.

Так как обычно контактная выносливость в червячной передаче является определяющей, то проектные расчеты геометрических параметров передачи в программе выполняются через контактную прочность.

Помимо рассмотренных условий работоспособности червячной передачи на контактную и изгибную выносливость в программе оптимизации параметров червячной передачи (рис. 8.7) выполняется и тепловой расчет редуктора с ограничением температуры нагрева передачи не более 80 ºС.

Ограничение температуры нагрева передачи. Значительные потери мощности в передаче могут привести к ее недопустимому перегреву. Условие теплового расчета сводится к ограничению температуры нагрева корпуса t по условию

а) увеличением площади поверхности корпуса передачи за счет дополнительных ребер охлаждения;

б) введением вентилятора принудительного обдува корпуса для его охлаждения;

в) применением специальной системы прокачки смазки.

Контрольные вопросы

1. Из каких элементов состоит червячная передача?

2. Какие бывают виды червяков?

3. Какие выделяют факторы повышения работоспособности?

4. Как подразделяются червяки в зависимости от формы-профиля боковой поверхности витков?

5. Какие параметры относят к основным геометрическим параметрам червячной передачи?

6. Чем характеризуется условие торможения?

7. Какие факторы влияют на условие торможения?

8. На какие составляющие раскладывают нормальное к поверхности зуба давление при рассмотрении усилий в червячной передаче?

9. Какие факторы обеспечивают условие работоспособности червячной передачи?

10. Чем характеризуется условие теплового расчета?

Червячные передачи применяют для передачи вращательного движения между валами, у которых угол скрещивания осей обычно составляет 90 0 . В большинстве случаев ведущим является червяк.

Для облегания тела червяка венец червячного колеса имеет зубья дугообразной формы, что увеличивает длину контактных линий в зоне зацепления.

Червячная передача – зубчато-винтовая передача, движение в которой осуществляется по принципу винтовой пары.
Червячная передача состоит из червяка, т. е. короткого винта с трапецеидаль­ной или близкой к ней по форме резьбой, и червячного колеса,

а) низкий КПД; б) необходимость применения для колеса дорогостоящих ан­тифрикционных материалов, что повышает стоимость передачи

Червячные передачи во избежание их перегрева предпочтительно использовать в приводах периодического (а не непрерывного) действия.

Червячные передачи вследствие относительно низкого КПД применяют для небольших и средних мощностей от долей киловатта до 200 кВт, как правило, до 60 кВт, для моментов до 5-Ю 5 Нм. Пе­редаточные отношения обычно принимают равными от 8 до 63...80; в отдельных слу­чаях, например в приводе столов большого диаметра станков,- до 1000.

Самоторможение возможно в том случае, если угол подъема винтовой линии червяка меньше угла трения. КПД самотормозящей передачи мал и всегда меньше 0,5

Силы в зацеплении рассматривают приложенными в полюсе зацепления и за­дают тремя взаимно перпендикулярными составляющими:

1) окружной силой на колесе, равной осевой силе на червяке,

2) окружной силой на червяке, равной осевой силе на колесе,

3) радиальной силой, раздвигающей червяк и колесо,

В этих формулах Т 2 и Т1 - моменты соответственно на валу колеса и червяка (максимальные среди длительно дейст­вующих), Нм; - КПД, учитывающий потери в зацеплении и подшипниках:α х = 20° - угол профиля в осевом сечении архимедова червяка.

27. Расчет зубьев червячного колеса по контактным напряжениям, особенности расчета. Меры, которые следует принимать в случае не выполнения условия прочности зубьев колеса по контактным напряжениям.

Червячные передачи широко применяют в приводах подъёмно – транспортных машин, станков, автомобилей и других машин при необходимости снижения скорости и передачи движения между скрещивающимися валами, чаще всего, под углом 90°.

Расчет на прочность по контактным напряжениямведут для зацепления в полюсе, что поз­воляет упростить расчет.

Поскольку зубья колеса обладают меньшей прочностью и основная причина разрушения передачи – это заедание, то проектируют передачу по условию ограничения контактных напряжений:

расчёт всех червячных передач по контактным напряжениям выполняют для зацепления в полюсе (аналогично зубчатым передачам), что позволяет:

Ø упростить расчётные зависимости и

Ø рассматривать зацепление в червяной паре как реечное косозубое.

В качестве исходной расчетной зависимости принимают известную формулу Герца–Беляева для наибольших контактных напряжений при сжатии цилиндров вдоль образующих. При этом зуб колеса рассматривают как цилиндр, а виток червяка как плоскость

где ρ пр – приведенный радиус кривизны соприкасающихся профилей;

Е пр – приведённый модуль Юнга;

w n – нормальная нагрузка на единицу длины контактной линии

В осевом (главном) сечении червяка виток Архимедова червяка имеет прямолинейный профиль. значит, радиус кривизны витка равен бесконечности: ρ 1 = ∞.

Зубья колеса в этом сечении имеют эвольвентный профиль. Следовательно, приведенный радиус кривизны контактирующих профилей будет равен:

В ф. (8.12) удельная нормальная нагрузка w n может быть определена по зависимости:

Здесь l Σ – суммарная длина контактных линий в зацеплении червячной передачи;

F n 2 – сила нормального давления на зуб колеса; её можно выразить через окружное усилие F t 2 .

(8.15)

Длина одной контактной линии прямо пропорциональна начальному диаметру червяка d w 1 и углу обхвата 2 . β

с архимедовым червяком

На величину суммарной длины контактных линий в зацеплении червячной передачи оказывают влияние геометрические и кинематические факторы: , (8.16)

где ξ – коэффициент колебания суммарной длины контактных линий;

ε α – коэффициент перекрытия.

При средних значениях коэффициентов ξ = 0,75 и ε α = 2, при величине угла обхвата червяка колесом 2β = 100 0 величина суммарной длины контактных линий . Тогда ф. (8.14) примет вид:

(8.17)

Здесь К Н – расчетный коэффициент нагрузки; К Н = К Нβ . К Н V = =1,1…1,4 ;

К Нβ – коэффициент неравномерности распределения нагрузки в зоне контакта зубьев и витков из-за упругих деформаций деталей;

К Н V – коэффициент неравномерности распределения нагрузки в зоне контакта вследствие внутренней динамичности передачи.

Если выразить окружное усилие через вращающий момент на колесе, то выражение (8.17) примет вид (8.18):

Тогда зависимость (8.12) примет вид:

Преобразуем ф. (8.19), приняв следующий набор входящих в неё параметров :

α nw = 20 0 ; ψ w =10 0 ; 2β = 100 0 = 1,75рад; ξ = 0,75; ε α =2; Е 1 =2,15 . 10 5 МПа (для стального червяка);

Е 2 = 0,9 . 10 5 МПа (для бронзового колеса).

В результате преобразований получим формулу:

(8.19, а )

Если принять q =0,25 . Z 2 , то ф. (8.20) будет преобразована в зависимость для проверочного расчета червячной передачи с Архимедовым червяком на контактную прочность:

Из условия (8.20) легко получить зависимость для проектного расчета червячной передачи (при том же наборе параметров):

В случае не выполнения условия прочности зубьев колеса по контактным напряжениям:

1)если >20%

а) выбрать менее прочный материал, той же группы

б) перейти к меньшему межосевому расстоянию передачи

2) если <5%

а) выбрать более прочный материал

б) перейти к большему межосевому расстояние передачи

Из чего состоит червячная цилиндрическая передача? каковы ее отличительные особенности конструкции? какие типы червяков используют в червячных цилиндрических передачах? как влияет число заходов червяка на кинематику и геометрию передачи?

Червячная передача состоит из червяка 1, т. е. винта с трапецеидаль­ной или близкой к ней по форме резьбой, и червячного колеса 2, т. е. зубчатого ко­леса с зубьями особой формы, получаемой в результате взаимного огибания с вит­ками червяка.

Червячные передачи относятся к числу зубчато-винтовых, имеющих характерные черты зубчатых и винтовых передач. В от­личие от винтовых зубчатых передач с пе­рекрещивающимися осями, у которых на­чальный контакт происходит в точке, в чер­вячных передачах имеет место линейный контакт. В осевом сечении зубья колеса имеют дуговую форму. Это обеспечивает облегание тела червяка и увеличение длины контактных линий.

Достоинства червячных передач:

а) возможность получения большого передаточного отношения; б) плавность и бес­шумность работы, возможность точных де­лительных перемещений; в)возможность передачи между скрещивающимися валами; г) самоторможение; д) высокая кинематическая точность

Недостатки большинства червячных пе­редач:

а) низкий КПД; б) необходимость применения для колеса дорогостоящих ан­тифрикционных материалов, что повышает стоимость передачи.

Червячные передачи применяют при не­обходимости снижения скорости и переда­чи движения между перекрещивающимися (в большинстве случаев взаимно перпен­дикулярными) валами. Объем применения червячных передач составляет около 10 % от передач зацеплением (зубчатых и чер­вячных). Выпуск червячных редукторов по числу единиц составляет около полови­ны общего выпуска редукторов.

Широко применяются червячные пере­дачи в подъемно-транспортных машинах, станках, автомобилях и других машинах.

Наибольшее распространение получили червячные передачи с цилиндрическими червяками.

Основные параметры чер­вячных цилиндрических передач . Червячные передачи вследствие относительно низкого КПД применяют для небольших и средних мощностей от долей киловатта до 200 кВт, как правило до 60 кВт, для моментов до 5-Ю 5 Нм. Пе­редаточные отношения обычно принимают равными от 8 до 63...80; в отдельных слу­чаях, например в приводе столов большого диаметра станков,- до 1000.

Особенности конструкции: наличие червяка и колеса, передача зацепления с перекрещивающимися валами

Особенности передачи: Окружные скорости v1, v2 не совпадают, передаточное отношение не может быть выражено отношением d2/d1

Типы червяков

1.по форме поверхности, на которой образ-ся резьба:

· Цилиндрическиеа (а)

· Глобоидные (б)

У глобоидных передач витки червяка образуются на глобоиде. Нагрузочная способность этих передач примерно в 1,5, раза больше по сравнению с обычными червячными передачами.

Повышение нагрузочной способности глобоидных передач объясняется одновремен­ным зацеплением

большого числа зубьев и благоприятным расположением линий кон­такта. В глобоидном зацеплении линии контакта располагаются почти перпендикулярно к направлению скоростей скольже­ния, что способствует образованию непрерывной масляной пленки на трущихся поверхностях.

2. по форме профиля резьбы - с прямолинейным и криволинейным профилем в осевом сече­нии. У червяков с прямолинейным профилем в осевом сечении в торцовом сечении витки очерчены архимедовой спиралью, отсюда название - архиме­дов червяк. Архимедов червяк подобен ходовому винту с трапецеи­дальной резьбой. Его можно нарезать на обычных токарных или резьбофрезерных станках. Поэтому первые червячные передачи вы­полняли с архимедовыми червяками, которые широко применяют и в настоящее время. Исследования показали, что работоспособность червячной пере­дачи повышается с уменьшением шероховатости поверхности и по­вышением твердости резьбы червяка. В последнее время все шире стали применять шлифованные высокотвердые червяки при HRC>45.

Эвольвентные червяки имеют эвольвентный профиль в торцовом сечении и, следовательно, подобны косозубым эвольвентным колесам, у которых число зубьев равно числу заходов червяка. Основное преимущество эвольвентных червяков - возможность шлифования витков плоской стороной круга. Однако для этого требуются специ­альные червячно-шлифовальные станки.

Способ изготовления является решающим при выборе профиля нарезки червяка, так как при одинаковом качестве изготовления форма профиля мало влияет на работоспособность передачи. Выбор профиля нарезки червяка связан также с формой инструмента для нарезания червячного колеса.

КИНЕМАТИКА .При одном обороте червяка колесо повернется на угол, охватывающий число зубьев колеса, равное числу заходов червяка, т.е. i = n1/n2=z2/z1

Число заходов червяка выполняет функцию числа зубьев шестерни. Т.к. z1 м.б. небольшим и часто равным единице (чего не может быть у шестерни), то в одной червячной паре можно получить большое передаточное отношение. Это и является основным достоинством червячных передач.

ГЕОМЕТРИЯ . При увеличении числа заходов угол подъема увеличивается, коэф. смещения х при нарезании зубьев колеса возрастает (z min =28), диаметр выступов колеса и ширина зуб венца уменьшаются.

Область применения червячной передачи. почему в этой передаче возникает скольжение? каково его влияние на работоспособность передачи? из каких материалов изготавливают червяк и колесо? назовите факторы, влияющие на выбор материалов.

Червячные передачи применяют при не­обходимости снижения скорости и переда­чи движения между перекрещивающимися (в большинстве случаев взаимно перпен­дикулярными) валами. Объем применения червячных передач составляет около 10 % от передач зацеплением (зубчатых и чер­вячных). Выпуск червячных редукторов по числу единиц составляет около полови­ны общего выпуска редукторов.

Червячная передача относится к числу зубчато – винтовых, движение в которой осуществляется по принципу винтовой пары, но имеет принципиальное отличие: линейный контакт витков червяка и зубьев колеса. Как видно из рис. 8.1, червяк – это винт с трапецеидальной резьбой (или близкий к ней по форме), а червячное колесо – это зубчатое колесо с зубьями особой формы, получаемой в результате огибания витков червяка на дуге 2β (рис. 8.2).

Широко применяются червячные пере­дачи в подъемно-транспортных машинах, станках, автомобилях и других машинах.

Червячные передачи дороже и сложнее зубчатых, поэтому их применяют при необходимости передачи движения между перекрещи­вающимися валами, а также в механизмах, где необходимы большие передаточные отношения и высокая кинематическая точность, на­пример делительные устройства, механизмы наведения и т. п. Червячные передачи применяют в подъемно-транспортных машинах, станкостроении, автомобилестроении и др.

Пониженный к. п. д. и склонность червячных передач к заеданию ограничивают их применение областью низких и средних мощностей при периодической, кратковременной работе. Мощность червячных передач обычно не превышает 50...60 кВт. При больших мощностях и длительной работе потери в червячной передаче столь сущест­венны, что ее применение становится невыгодным.

Скольжение в зацеплении . Одной из причин повышенного изнашивания зубьев червячного колеса (и заедания) является скольжение витков червяка по зубьям червячного колеса при отсутствии разделяющей их масляной пленки. Скорость скольжения направлена по касательной к винтовой линии делительного диаметра червяка и определяется из параллелограмма скоростей. При движении витки червяка скользят по зубьям колеса, как в винтовой паре. Как относитель­ная скорость, она равна геометрической разности абсолютных ско­ростей червяка и колеса, которыми в данном случае являются окруж­ные скорости v 1 и v 2 ;

где - угол подъема винтовой линии червяка. Т.к. практически <30 0 , то в червячной передаче v 2 , всегда значительно меньше v 1 , а v s больше v 1 . Большое скольжение в червячных передачах служит причиной пониженного КПД, повышенного износа и склонности к заеданию.

Материалы

Червяки современных передач изготовляют из углеродистых или легированных сталей. Наибольшей нагрузочной спо­собностью обладают пары, у ко­торых витки червяка подвергают термообработке до высокой твердо­сти (закалка, цементация и пр.) с последующим шлифованием.

Червячные колеса изготовляют преимущественно из бронзы, реже из латуни или чугуна. Оловянные бронзы типа ОФ10-1, ОНФ и другие считаются лучшим материалом для червячных колес, однако они дороги и дефицитны. Их применение ограничивают пе­редачами при сравнительно боль­ших скоростях скольжения (v s = 5...25 м/с). Безоловянистые бронзы, например алюминиево-железистые типа АЖ9-4 и другие, обладают повышенными механическими характеристиками (НВ, s В ), но имеют пониженные противозадирные свойства. Их применяют в паре с твердыми (HRС >45) шлифованными и полированными червяками для передач, у которых y s 5 м/с. Чугун серый или модифицированный применяют при v s 2 м/с, преимуще­ственно в ручных приводах.

Факторы:

Условия эксплуатации

величина скорости скольжения

неблагоприятные условия смазки

Назовите основные достоинства и недостатки червячных передач в сравнении цилиндрическими. от каких факторов зависит кпд передачи? почему он так мал? можно ли сконструировать червячную передачу, имеющую кпд равный 0,9?

Достоинства червячных передач:

а) возможность получения большого передаточного отношения; б) плавность и бес­шумность работы, возможность точных де­лительных перемещений; в)возможность передачи между скрещивающимися валами; г) самоторможение; д) высокая кинематическая точность.

Недостатки большинства червячных пе­редач: а) низкий КПД; б) необходимость применения для колеса дорогостоящих ан­тифрикционных материалов, что повышает стоимость передачи; в) повы­шенный износ и склонность к заеданию; г) повышен­ные требования к точности сборки (точное a w , совпадение главных плоскостей колеса и червяка). Червячные передачи дороже и сложнее зубчатых, поэтому их применяют при необходимости передачи движения между перекрещи­вающимися валами, а также в механизмах, где необходимы большие передаточные отношения (у черв - 8…320, а у цилиндр – 2…8) и высокая кинематическая точность, на­пример делительные устройства, механизмы наведения и т. п. Червячные передачи применяют в подъемно-транспортных машинах, станкостроении, автомобилестроении и др. Пониженный к.п.д. и склонность червячных передач к заеданию ограничивают их применение областью низких и средних мощностей при периодической, кратковременной работе. Мощность червячных передач обычно не превышает 50...60 кВт. При больших мощностях и длительной работе потери в червячной передаче столь сущест­венны, что ее применение становится невыгодным.

Кпд червячной передачи. К.п.д. зацепления червячной передачи при ведущем червяке запишем:

К. п. д. увеличивается с увеличением числа заходов червяка (увеличи­вается γ) и с уменьшением коэффициента трения или угла трения φ.

При передаче движения в обратном направлении (от колеса к червяку) становится невозможной. Получаем самотормозя­щую червячную пару. Свойство самоторможения червячных передач используют в грузоподъемных и других механизмах. Следует учи­тывать, что к. п. д. самотормозящей передачи мал и всегда меньше 0,5.

Обычно червячные передачи имеют уг­лы подъема до 27°, так как в зоне больших углов подъема КПД меняется мало, а большие углы подъема выполнимы только в пе­редачах, имеющих червяк с четырьмя вит­ками, трудных для изготовления и имею­щих малые передаточные отношения. Углы трения и соответственно коэффи­циенты трения значительно уменьшаются с увеличением скорости скольжения, что связано с условиями образова­ния масляных клиньев в зацеплении. Мень­шие значения коэффициентов и углов тре­ния соответствуют твердым шлифованным и полированным червякам, работающим в условиях обильной смазки. Для передач со стальным червяком и чугунным колесом коэффициенты трения принимают на 60 % больше.