Червячные механизмы

Увеличивая угол наклона (рис. 59, б), можно получить винтовую шестерню с малым числом зубьев (вплоть до одного зуба).

Если (рис. 64, а), то образуется винтовое зубчатое колесо, имеющее в торцевом сечении только один зуб и отличающееся от обычного болта только формой профиля.

а) б)

Рис. 64. Червяк:

а) однозаходный; б) двухзаходный

Если (рис. 64, а), то образуется винтовое зубчатое колесо, имеющее в торцевом сечении только один зуб и отличающееся от обычного болта только формой профиля. Если S_BJl = 2Р_а (рис. 64, б), то образуется винтовое зубчатое колесо с число зубьев z ₁ = 2. Очевидно, в общем виде S_BЛ = z ₁ P_a, т. е. число зубьев такого зубчатого колеса есть не что иное, как число заходов винтовой линии на поверхности цилиндра колеса. Такое малозубое винтовое колесо получило название червяка. Обычно число заходов червяка z_Ч = z₁ = 1 – 4.

Из условия образования винтовой линии следует:

, (9.1)

где – угол подъема винтовой линии червяка.

Отсюда

, (9.2)

где – число модулей в диаметре делительной окружности червяка.

Червяк входит в зацепление с винтовым колесом в большинстве случаев при прямом угле скрещивания осей (), образуя червячный механизм (рис. 65).

б)

а)

Рис. 65. Червячный механизм

Угол наклона зубьев на колесе при равен углу подъема винтовой линии на червяке .

Для червяка:

.

Для червячного колеса:

.

Торцевой модуль червячного колеса принимается стандартным.

Передаточное отношение червячного механизма находим из выражения (9.3):

. (9.3)

Чтобы избежать точечного контакта и, следовательно, повысить нагрузочную способность, червячное колесо часто выполняется с зубьями, охватывающими червяк на некотором угле 2 = 60÷110° (рис. 65). Нарезаются такие зубья при помощи червячной фрезы, копирующей по основным размерам червяк. Поэтому величина q с целью уменьшения типоразмеров червячных фрез стандартизована (ГОСТ 9672-74).

Достоинства червячных механизмов:

- возможность осуществления большого передаточного числа в одном зацеплении (в приборных механизмах i_ЧK достигает 1000);

- компактность и малые габариты;

- плавность и бесшумность в работе;

- возможность самоторможения при , где – угол трения ();

- малые величины мертвого хода.

Недостатки червячных механизмов:

- большие потери на трение и, следовательно, малый коэффициент полезного действия, чтобы уменьшить потери на трение, приходится применять дорогую высококачественную бронзу для зубьев червячного колеса;

- высокие требования к точности изготовления и сборки для обеспечения контакта по линии (рис. 65);

- высокая стоимость инструмента для нарезания червячного колеса.