Червячные передачи

Барановический Государственный  Профессиональный Лицей Машиностроения

 

 

 

               

               Реферат

На тему: Червячные передачи 

 

 

 

 

 

 

 

                           Барановичи:

                   Червячная передача

 

  Червя́чная переда́ча (зубчато-винтовая передача) — механическое устройство для передачи вращения между скрещивающимися (обычно под прямым углом) валами посредством червяка (винта) и сопряжённого с ним червячного колеса. Червяк (см. рис. 2, в при ст. Детали машин) представляет собой винт с трапецеидальной или близкой к ней резьбой (См. Резьба), а червячное колесо является зубчатым колесом (См. Зубчатое колесо), зубья которого имеют особую дугообразную форму. Червячное колесо охватывает червяк на некоторой дуге (обычно до 100°). Ведущим в Ч. и. является обычно червяк, ведомым — червячное колесо; в редких случаях (для повышающих передач) ведущим может быть червячное колесо. В наиболее распространённых Ч. п. используются цилиндрические червяки; червяки с витками на тороидной поверхности применяются в глобоидных передачах (См. Глобоидная передача). В зависимости от числа заходов резьбы (ниток нарезки) различают одно-, двух- и четырёхзаходные червяки; по форме профиля витка — архимедовы, с вогнутым профилем и др. червяки. Витки архимедовых червяков в осевом сечении очерчены трапецией и легко изготовляются точением. Перспективны червяки с вогнутым профилем витков резьбы, обеспечивающим меньшие контактные напряжения и лучшие условия для образования масляного клина. Для силовых передач (См. Силовая передача) предпочтительны эвольвентные червяки, профиль витка которых в поперечном сечении очерчен по эвольвенте (см. Эволюта и эвольвента). Передаточное число Ч. п. i = z₂/z₁, где z₁ — число заходов резьбы червяка, z₂ — число зубьев червячного колеса. Обычно передаточное число Ч. п. равно 8—100 (в ряде случаев, например в приводах станочных столов большого диаметра, до 1000). Благодаря возможности получения больших передаточных чисел при сравнительно небольшом габарите передачи Ч. п. применяются вПриводах машин, устройствах управления и др. Достоинства Ч. п. — плавность и бесшумность работы. Ч. п. могут быть самотормозящими, т. е. передающими вращение только от червяка к колесу, что иногда даёт возможность выполнить механизм без тормозного устройства. Недостаток Ч. п. — значительное относительное скольжение сопряжённых элементов — витков червяка и зубьев колеса. Это вызывает усиленное тепловыделение, повышенный износ и склонность к заеданию, определяет сравнительно низкий кпд (в среднем 0,7—0,75 в однозаходной передаче, 0,8— 0,85 в двухзаходной, 0,86—0,92 в четырёхзаходной). Для уменьшения износа и повышения сопротивляемости заеданию червячные колёса изготовляют из материалов с высокими антифрикционными свойствами, главным образом из бронзы: оловянистой (при скоростях скольжения 5—35 м/сек) и алюминиево-железистой (при скоростях скольжения до 10 м/сек). Для экономии цветных металлов их делают составными: бронзовый венец (обод) устанавливается на стальную или чугунную ступицу. При скоростях скольжения до 2 м/сек и больших диаметрах колёса можно отливать целиком из чугуна. В приборах и небольших силовых передачах могут использоваться колёса из текстолита, полиамидов и т.п. Червяки обычно изготовляют из качественных углеродистых или легированных сталей, термически обработанных до высокой твёрдости. Для повышения качества поверхности червяки шлифуют и полируют. Пониженный кпд и значительное тепловыделение ограничивают применение Ч. п. областью небольших и ср. мощностей (обычно до 50, реже до 200 квт). Они используются в подъёмно-транспортных машинах, металлорежущих станках, автомобилях, троллейбусах, металлургических машинах, гидротехнических сооружениях и т.д. Основное применение имеют закрытые хорошо смазываемые Ч. п. в виде червячных Редукторов.

 

Содержание 1. Конструкция 2. Функционирование 3. Достоинства и недостатки 4. Классификация 5. Применение

                 Конструкция

Червяк представляет собой винт со специальной резьбой, в случае эвольвентного профиля колеса форма профиля резьбы близка ктрапецеидальной^[2]. На практике^[2] применяются однозаходные, двухзаходные и четырёхзаходные червяки.

Червячное колесо представляет собой зубчатое колесо. В технологических целях червячное колесо, как правило^[2], изготовляют составленным из двух материалов: венец — из дорогого антифрикционного материала (например, из бронзы), а сердечник — из более дешёвых и прочных сталейили чугунов.

Входной и выходной валы передачи скрещиваются, обычно (но не всегда) под  прямым углом.

          Функционирование

Передача предназначена  для существенного увеличения крутящего момента и, соответственно, уменьшения угловой скорости. Ведущим звеном является червяк. Червячная передача без смазки и вибрации обладает эффектом самоторможения и является необратимой: если приложить момент к ведомому звену (червячному колесу), из-за сил трения передача работать не будет. Передаточные отношения i червячной передачи закладываются в пределах от 8 до 100, а в некоторых приложениях — до 1000^[1].

   Достоинства и недостатки

• Достоинства:
• Плавность работы
• Бесшумность
• Большое передаточное отношение в одной паре
• Самоторможение
• Повышенная кинематическая точность
• Недостатки:
• Сравнительно низкий КПД (целесообразно применять при мощностях не более 100 кВт)
• Большие потери на трение (тепловыделение)
• Повышенный износ и склонность к заеданию
• Повышенные требования к точности сборки, необходимость регулировки
• Необходимость специальных мер по интенсификации теплоотвода

Указанные недостатки обусловлены  связанной с геометрией передачи невозможностью получения жидкостного  трения^[3].

            Классификация

Червяки различают по следующим признакам:

• по форме поверхности, на которой образуется резьба
• цилиндрические
• глобоидные
• по направлению линии витка
• правые
• левые
• по числу заходов резьбы
• однозаходные
• многозаходные
• по форме винтовой поверхности резьбы
• с архимедовым профилем
• с конволютным профилем
• с эвольвентным профилем

Зубчатые колёса различают по следующим признакам:

• по профилю зуба
• прямой — (контакт по точке, ненагруженные передачи)
• вогнутый — «охватывающий» червяк (контакт по линии)
• роликовый — зубы вырожденного сектора заменены на винтовой ролик
• по типу зубчатого колеса
• полное колесо (полный оборот, непрерывное вращение)
• зубчатый сектор (поворот сектора от одного крайнего положения до другого)
• вырожденный сектор (в паре с глобоидным червяком — рабочая длина сектора меньше рабочей длины червяка)

               Применение

Основная  статья: Червячный редуктор

Червячная передача главным  образом применяется в червячных  редукторах.

Достаточно часто червячные  передачи используются в системах регулировки  и управления — самоторможение обеспечивает фиксацию положения, а большое передаточное отношение позволяет достичь высокой точности регулирования (управления) и(или) использовать низкомоментные двигатели.

Благодаря этим же характеристикам  червячные передачи и червячные  редукторы широко применяются в подъёмно-транспортных машинах и механизмах (например, лебёдках)

Часто в виде червячной  пары изготавливаются механизмы  натяжения струн (колковая механика) музыкальных инструментов, например, гитары.^[4] В данном применении полезным оказывается эффект самоторможения (необратимость).