Зміст
Вступ…………………………………………………………………………….…3
1. ЧЕРВ'ЯЧНІ ПЕРЕДАЧІ…………………………………………..….……….4
1.1 Загальні відомості……………………………………………………..…….4
1.2 Класифікація
черв'ячних передач…………………………………...……..5
1.3 Виготовлення черв'яків і
черв'ячних коліс…………………………...…..8
1.4 Матеріали
черв'ячної пари……………………………………………..….8
1.5 Причини виходу з ладу черв'ячних передач
і критерії
їх
працездатності…………………………………………………………….…..9
2. ГВИНТОВІ ПЕРЕДАЧІ………………………………………………….…11
- Загальні відомості…………………………………………………….…….11
- Гвинтова передача ковзання ………………………………………….…..12
2.3Гвинтова передача кочення…………………………………………..…..15
Висновок……………………………………………………………………….18
Список використаної
літератури…………………………………………….19
Вступ
Механічними передачами, називають
механізми, що передають енергію двигуна
виконавчому органу машини.
Передаючи механічну енергію,
передачі одночасно можуть виконувати
одну або кілька таких функцій:
а) знижувати (або підвищувати)
частоту обертання, відповідно підвищуючи
(або знижуючи) обертаючий момент;
б) перетворювати один вид руху
в інший (обертальний в поступальний, рівномірне
в переривчасте і т.д.);
в) регулювати частоту обертання
робочого органу машини;
г) реверсувати рух (прямий і
зворотний хід);
д) розподіляти енергію двигуна між кількома виконавчими
органами машини.
Далі буде розглянуто черв'ячні і гвинтові пер
ЧЕРВ'ЯЧНІ ПЕРЕДАЧІ
1.1 Загальні відомості
Черв'ячні
передачі відносять до передач зачепленням.
Їх застосовують для передачі обертального
руху між валами, кут перехрещення осей
яких становить 90° (рис.1). У більшості випадків
ведучим є черв'як, тобто короткий гвинт
з трапецеїдальної або близькою до неї
нарізкою.
Рис. 1 Черв'ячна
передача : 1 - черв'як, 2 – вінець черв'ячного
колеса
Для
збільшення довжини контактних
ліній у зачепленні з черв'яком зуби черв'ячного
колеса мають дугоподібну форму.
Черв'ячна
передача - це зубчато-гвинтова передача,
рух в якій здійснюється за принципом
гвинтової пари, якої, як відомо, властиво
підвищене ковзання.
Переваги
черв'ячних передач:
Можливість
отримання великого передавального числа
в одному щаблі.
Компактність, невелика
маса конструкції.
Плавність і безшумність роботи.
Можливість
отримання само
гальмуючої передачі, тобто допускає рух тільки від черв'яка до колеса. Самогальмування черв'ячної передачі
дозволяє виконати механізм
без гальмівного пристрою, що перешкоджає
зворотному обертанню коліс
(наприклад, під дією сили тяжіння вантажу,
що піднімається).
Можливість
отримання точних і малих переміщень.
Недоліки:
Порівняно
низький ККД внаслідок підвищеного ковзання
витків черв'яка по зубам колеса і значне
у зв'язку з цим виділення теплоти в зоні
зачеплення.
Необхідність
застосування для вінців черв'ячних коліс дефіцитних антифрикційних матеріалів.
Підвищене
зношування і схильність до заїдання.
Необхідність
регулювання зачеплення (середня площину
вінця черв'ячного колеса повинна збігатися з віссю черв'яка).
Застосування.
Черв'ячні передачі застосовують
при невеликих і середніх потужностях,
зазвичай не перевищують 100 кВт. Застосування
передач при великих потужностях неекономічне
через порівняно низького ККД і вимагає
спеціальних заходів для охолодження
передачі.
Черв'ячні
передачі широко застосовують у транспортних
і підіймально-транспортних
машинах, а також з метою отримання малих
і точних переміщень (ділильні пристрої
верстатів, механізми налаштування, регулювання
та ін.)
Черв'ячні
передачі, щоб
уникнути їх перегріву переважно використовувати
в приводах періодичної, а не безперервної
дії.
1.2 Класифікація черв'ячних
передач
Залежно
від форми зовнішньої поверхні черв'яка
(рис. 18.2) передачі бувають з циліндричним
(а) або з глобоідним
(б) черв'яком.
Глобоідна
передача має підвищений ККД і більш високу
(в 1,5 рази) несучу здатність, але складна
у виготовленні, збірці і дуже чутлива
до осьового зміщення черв'яка, що викликається,
наприклад, зношуванням підшипників.
Рис. 1.2. Схеми
черв'ячних передач з циліндричним (а)
і глобоідним (б)
черв'яком
Нижче
розглянуті найчастіше застосовуються
на практиці передачі з циліндричними
черв'яками.
Залежно
від напрямку лінії витка
черв'яка черв'ячні передачі бувають з
правим (переважно для застосування) і
лівим напрямком лінії витка.
Залежно
від розташування черв'яка щодо колеса
(рис. 1.3) передачі
бувають з нижнім (а), верхнім (б) і бічним
(в) черв'яками. Розташування черв'яка визначає
загальне компонування виролія і прийнятий
спосіб змащування зачеплення. При картерном
способі змащування та окружної швидкості
черв'яка V <5 м / с зазвичай застосовують
нижнє розташування черв'яка. При великих
швидкостях щоб уникнути підвищених втрат
на перемішування і розбризкування масла
застосовують верхнє розташування черв'яка.
Рис. 1.3. Схеми
розташування черв'яка щодо колеса
Залежно
від форми гвинтової
поверхні витка циліндричного черв'яка
передачі бувають з лінійчатими і не лінійчатими
черв'яками (у лінійчатих черв'яків гвинтові
поверхні витків утворюють прямі лінії).
Нарізування
лінійчатих гвинтових поверхонь здійснюється
на токарно-гвинторізних верстатах, коли
прямолінійна ріжуча кромка різця відтворює
архімедову,
конволютну або евольвентну поверхню.
Не лінійчату
гвинтову поверхню отримують на фрезерних
станках дисковими фрезами конусної або
тороїдальної форми. Витки таких черв'яків
у всіх перетинах мають криволінійний
профіль.
Відповідно
до цього черв'ячні передачі бувають з
лінійчатим (архімедовим, конволютним,
евольвентним) і не лінійчатим
черв'яками. Кожен з них вимагає свого
способу нарізування.
Якщо
різець, що має в перетині форму трапеції,
встановити на верстаті так, щоб його верхня
площина проходила через вісь черв'яка
(положення на рис. 1.4), то
отримується при нарізуванні гвинтова
поверхня дасть в перерізі, перпендикулярному
осі черв'яка (торцевому перетині), криву
- архімедову спіраль. Черв'як з такою гвинтовою
поверхнею називають архімедовим.
Рис.
1.4. Схема
установки різця при нарізуванні черв'яка
Архімедів
черв'як в осьовому перерізі (перетин А-А
на рис. 1.4) має прямолінійний профіль витка,
аналогічний інструментальній рейці.
Кут між бічними сторонами профілю витка
у стандартних черв'яків 2а = 40 °.
Якщо
той же різець повернути на кут підйому
гвинтової лінії витка черв'яка (положення
2 на рис. 1.4) так, щоб
його верхня площина була перпендикулярна
гвинтовій лінії, то отримується при нарізуванні
гвинтова поверхня дасть у торцевому перерізі
криву - конволюти (подовжену або укорочену
евольвенти окружності ). Такий черв'як
називають конволютним. Конволютний черв'як
має прямолінійний профіль витка у площині,
нормальній до осі симетрії западини.
Якщо
різець встановити так, щоб
його верхня площина (положення 3 на рис.
1.4), зміщена на деяку величину е, була
паралельно осі черв'яка, то отримується
при нарізуванні гвинтова поверхня дасть
у торцевому перерізі криву - евольвенти
кола. Черв'як з такою гвинтовою поверхнею
називають евольвентним. Евольвентний
черв'як представляє собою циліндричне
косозубе колесо з евольвентним профілем
і з числом зубів, що дорівнює кількості
витків черв'яка.
У зв'язку
з цим евольвентні черв'яки нарізають
більше продуктивним
способом - дисковими або черв'ячними фрезами,
призначеними для нарізування евольвентних
косих зубів циліндричних передач.
На практиці
вибір профілю витка черв'яка пов'язаний
з можливістю його подальшого шліфування.[2]
1.3 Виготовлення черв'яків
і черв'ячних коліс
Черв'яки подібні ходовим
гвинтам з трапецеїдальною або близькою
до неї різьбою. Основні способи їх виготовлення:
- нарізування різцем на токарно-гвинторізному верстаті забезпечує високу точність, але малу продуктивність;
- нарізування фрезою на фрезерному
верстаті більш продуктивне.
Працездатність черв'ячної
передачі залежить від твердості та шорсткості
гвинтової поверхні черв'яка. Тому після
нарізування різьбли і зміцнюючої термообробки
черв'яки шліфують, а в деяких випадках
полірують.
Архимедові і
конволютні черв'яки виготовляють без
термообробки і подальшої шліфовки, так
як для шліфування їх необхідні шліфувальні
круги складного фасонного профілю. Ці
черв'яки мають обмежене застосування,
в основному вони застосовуються в тихохідних
передачах при невеликому навантаженні
і малому ресурсі.
Найбільш технологічними
є евольвентні черв'яки, робочі поверхні
витків яких після термообробки шліфують
з високою точністю плоскою поверхнею
шліфувального круга. Робочі поверхні
їх витків з високою точністю шліфують
конусним кругом. Для силових черв'ячних
передач рекомендується застосовувати
евольвентні або нелінійчаті черв'яки.
Зуби на черв'ячному колесі
найчастіше нарізають черв'ячної фрезою,
яка є копією черв'яка, з яким буде зачіпатися
черв'ячне колесо. При нарізуванні заготівля
колеса і фреза роблять такі ж самі рухи,
які мають черв'як і черв'ячне колесо при
роботі.
1.4 Матеріали черв'ячної
пари
Черв'як
та колесо повинні мати достатню міцність
і зважаючи на значні швидкостей ковзання в зачепленні
утворювати антифрикційну пару з високими
зносостійкістю і опірністю заїдання.
Черв'яки
виготовляють із середньовуглецевих сталей
марок 45, 50 або легованих сталей марок
40Х, 40ХН з поверхневим або
об'ємним загартовуванням до твердості
Н = 45 ... 53 HRC. При цьому необхідно шліфування
та полірування робочих поверхонь витків.
Надійну роботу передачі забезпечують
черв'яки із цементуємих сталей марок
18ХГТ, 20Х з твердістю після гарту Н = 56 ...
63 HRC (табл.1).
Зубчасті
вінці черв'ячних коліс виготовляють переважно
з бронзи, причому
вибір марки матеріалу залежить від швидкості
ковзання Vj.
Матеріали
зубчастих вінців черв'ячних коліс у напрямку
зниження антизадирних і антифрикційних
властивостей і рекомендованим для застосування
швидкостям ковзання можна умовно звести
до трьох груп.
Група
I. Олов'яні бронзи (марок БрО10Ф1, БрО10Н1Ф1
та ін.)
застосовують при високих швидкостях
ковзання (Vs = 5 ... 25 м / с). Мають хороші антизадирні
властивості, але мають невисоку міцність,
порівняно дорогі і дефіцитні.
Група
II. Безолов'яні бронзи і латуні
застосовують при середніх швидкостях
ковзання (Vs до 3 ... 5 м / с). Частіше за інших
застосовують алюмінієву бронзу марки
БрА9ЖЗЛ. Ця бронза має високу механічну
міцність, але має знижені антизадирні
властивості, тому її застосовують у парі
з загартованими (Н> 45 HRC) шліфованими
і полірованими черв'яками.
Група
III. Сірі чавуни марок СЧ15, СЧ20 застосовують
при малих швидкостях ковзання (Vs <2
... 3 м / с).[3]
1.5 Причини виходу
з ладу черв'ячних передач і критерії їх
працездатності
Основними
причинами виходу з ладу черв'ячних передач
є знос зубів колеса, заїдання, поверхневі
руйнування зубів колеса.
Знос
обмежує термін служби більшості черв'ячних
передач. Він дуже сильно залежить від
мастила, збільшується при неточному монтажі
зачеплення,
при забрудненому змащувальному матеріалі,
при підвищеній шорсткості черв'яка, а
також при частих пусках і зупинках передачі,
при яких умови мастила погіршені.
Заїдання
особливо небезпечно, якщо колеса виготовлені
з твердих матеріалів: безолов'яних бронз
і чавуну. При твердих матеріалах коліс
заїдання відбувається в яскраво вираженій
формі із значними ушкодженнями поверхонь
і наступним швидким зношуванням зубів
частинками матеріалу колеса. При м'яких
матеріалах коліс (олов'яних бронз) заїдання
спостерігається в менш небезпечною формою:
матеріал колеса (бронза) «намазується»
на черв'як.
Втомне
викришування спостерігається головним
чином у передачах з колесами із стійких
проти заїдання бронз. Викришування, як
правило, спостерігається тільки у колеса.
Пластичне
руйнування робочих поверхонь зубів черв'ячного
колеса спостерігається при дії великих
перевантажень.
Злами
зубів колеса можна спостерігати головним
чином після зносу або внаслідок помилок
виготовлення.[4, С.
236]