Червячные передачи. Назначение, принцип действия, структурная схема, преимущества инедостатки, классификация

1.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ»
Тема 3. Червячные передачи
Назначение, принцип действия, структурная схема, преимущества и
недостатки, классификация.
Геометрические параметры червячной передачи.
Кинематические параметры червячной передачи.
КПД червячной передачи.
Условие самоторможения.
Силы в зацеплении червячных передач.
Материалы червячной пары.
Виды повреждений.
Критерии работоспособности червячных передач.
Тепловой расчет червячных передач.
Алгоритм проектирования червячных передач.

2.

НАЗНАЧЕНИЕ, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, СТРУКТУРНАЯ СХЕМА,
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ
1
n T1
n1 T1
1
2
n2
T2
1 червяк (правый);
2 червячное колесо (правый наклон зуба)
Иллюстрация принципа
действия червячной передачи
Структурная схема червячной передачи

3.

Назначение, принцип действия, структурная схема,
преимущества и недостатки червячной передачи
Преимущества червяной передачи
• возможность получения большого передаточного числа в одной ступени
и эффекта самоторможения;
• плавность и малошумность работы;
• повышенная кинематическая точность.
Недостатки червяной передачи
• низкий КПД;
• применение
для
изготовления
зубьев
червячного
колеса
дорогих
антифрикционных материалов (из-за склонности к заеданию и повышенного
износа зубьев);
• повышенные требования к точности сборки, необходимость регулировки осевого
положения червячного колеса относительно червяка;
• необходимость принятия специальных мер по интенсификации теплоотвода.

4.

Классификация червячных передач
1. В зависимости от внешней поверхности червяка
а) цилиндрический червяк; б) глобоидный червяк
2. В зависимости от числа витков

5.

Классификация червячных передач
3. По взаимному расположению червяка относительно колеса
4. В зависимости от направления линии витка

6.

Классификация червячных передач
5. По форме профиля витка

7.

Геометрические параметры червячных передач
P
m
d1
q
m
Геометрические параметры червячной передачи

8.

Геометрические параметры червячных передач
Число заходов червяка: z1 (выбирается из установленных ГОСТом
значений). z1 1, 2, 4 .
z
Угол подъема витка червяка на делительном диаметре: arctg 1 .
q
Делительный диаметр червячного колеса: d 2 mz 2 .
Диаметр вершин червяка: d a1 d1 2m .
Диаметр впадин червяка: d f 1 d1 2,4m .
Диаметр вершин червячного колеса: d a 2 d 2 2m .
Диаметр впадин червячного колеса: d f 2 d 2 2,4m .
Межосевое расстояние: aw d1 d 2 0,5m(q z2 ) .

9.

Геометрические параметры червячных передач
Вычисленные по формулам значения округляются по ряду предпочтительных чисел Ra40.

10.

Кинематические параметры червячной передачи
pz1= mz1
2 z1/z2
d1= mq
i12 d 2 / mz1 mz 2 / mz1 z2 / z1 u12

11.

Кинематические параметры червячной передачи
Схема скоростей червячной передачи (червяк правый)
Скорость скольжения червяка
V1
Vs
cos
d1
V1 ω1
2
Окружная скорость на делительном диаметре
V2 V1tg

12.

КПД червячной передачи, условия самоторможения
А
А-А
FN
Ft2
n1
Fn
Fn
Fтр
Ft1
А
F
Fтр FN f Fn f / cos Fn f
f f / cos arccos
F Fn Fтр
Ft1 Ft 2 tg ( )
N 2 Ft 2V2
tgγ
η12
N1 Ft1V1 tg γ ρ

13.

КПД червячной передачи, условия самоторможения
Ft1
Fn
F
V2
Fтр
Ft1 Ft 2 tg ( )
Ft2
N1 Ft1V1 tg γ - ρ
η21
N 2 Ft 2V2
tgγ

14.

Силы, действующие в зацеплении
Fn
Fa1
Fr1
n1
T1
2T2
Ft 2 Fa1
d2
Ft1
2T1
Ft1 Fa 2
d1
Fa2
Fr2
Ft2
Fn
n2
Fr1 Fr 2 Ft 2 tg
T2

15.

Причины выхода из строя червячных передач.
- износ зубьев колеса;
- заедание при твердых материалах колес;
- при мягких материалах колес заедание проявляется в менее опасной форме,
возникает перенос материала колеса на рабочую поверхность червяка;
- усталостное выкрашивание;
- усталостная поломка зубьев колеса;
- пластическая деформация рабочих поверхностей зубьев колеса, возникающая
под воздействием больших перегрузок.

16.

Материалы червячной пары. Критерии расчета
Червяк, изготовленный из твердой стали
Червячное колесо, выполненное из
антифрикционных материалов

17.

Материалы червячной пары. Критерии расчета

18.

Тепловой расчет червячных передач
tM =< [t]М
Q1 = Q2 – уравнение теплового
баланса
Q1- выделяемое тепло
Q2 – отведенное тепло
Q1=P1(1- )
Q2= t k A
t = tМ – tвозд
k (Вт/м2 К) – коэффициент теплоотдачи
8 – 10 при отсутствии внешнего обдува;
14 – 17 при естественной циркуляции;
20 – 28 при искусственном охлаждении с помощью
вентилятора;
90 – 100 при использовании змеевика, встроенного в
корпус, через который проходит охлаждающая вода со
скоростью менее 4 м/с.

19.

Алгоритм проектирования червячной передачи

20.

Алгоритм проектирования червячной передачи
.

21.

Алгоритм проектирования червячной передачи