Основные параметры, геометрия червячных передач

Мощность на червяке при длительной работе обычно до 30 кВт, при повторно-кратковременном режиме - до 200кВт. Передаточные числа обычно принимают от 8 до 80, в кинематических передачах - до 1000.

Основные геометрические размеры червяка представлены на рис. 12.4. В червячных передачах угол профиля обычно принимают равным . У архимедовых червяков его определяют в осевом сечении, у конволютных и эвольвентных - в нормальном сечении , у нелинейчатых находят как угол конуса производящей поверхности. Для передач с вогнутым червяком угол профиля в осевом сечении витка червяка, измеренный на делительном диаметре, равен .

Рис 12.4

Расстояние между одноименными точками боковых сторон смежных витков червяка, измеренное параллельно оси, называют шагом червяка . Отношение называют модулем .

Червячные колеса нарезают фрезами, режущие кромки которых при вращении образуют поверхности, идентичные с поверхностью витков червяка. В целях сокращения номенклатуры зуборезного инструмента стандартизованы модули и коэффициенты диаметра червяка

. (12.1)

Делительный диаметр червяка .

Число заходов червяка выбирают из установленных ГОСТ значений 1, 2 или 4. Передачи большой мощности не выполняют с однозаходными червяками из-за низкого КПД.

Угол подъема витка червяка на делительном диаметре

, (12.2)

где - ход витка червяка.

Высота головки и ножки витков (рис. 12.4)

, (12.3)

где коэффициент высоты головки , коэффициент высоты ножки для эвольвентных червяков, - для остальных червяков.

Диаметры вершин и впадин:

. (12.4)

Длину нарезанной части червяка (рис. 12.4) определяют из условия нахождения в зацеплении максимально возможного числа зубьев колеса. Для шлифуемых и фрезеруемых червяков, во избежание завалов на боковых поверхностях витков червяка на входе и выходе шлифовального круга (фрезы) из впадин, длину нарезанной части увеличивают на . У быстроходных червяков для избежания дисбаланса отношение принимают равным целому числу.

Минимальное число зубьев червячных колес принимают для кинематических передач равным 17, в силовых передачах . Наиболее желательно для силовых передач .

Делительный диаметр колеса (рис. 11.6)

. (12.5)

Диаметры вершин и впадин определяют в среднем сечении колеса; для колес, нарезанных без смещения режущего инструмента они равны:

. (12.6)

Наибольший диаметр колеса определяют по эмпирической формуле

, (12.7)

где для передач ZT, - для остальных.

Ширина колеса (при или ), (при ). Увеличивать ширину червячного колеса нецелесообразно, так как длина контактных линий и передаваемая нагрузка увеличиваются при этом незначительно.

Межосевое расстояние передачи в общем случае обозначают через , для передачи без смещения - через . Можно выразить через диаметры червяка и червячного колеса

. (12.8)

Значения межосевых расстояний стандартизованы с целью унификации корпусных деталей.

Большинство передач выполняют со смещением режущего инструмента (рис 12.6). Передачи со смещением выполняют для получения стандартного межосевого расстояния или изменения числа зубьев колеса (на 1-2 зуба). Положительное смещение приводит к увеличению межосевого расстояния:

. (12.9)

Рис 12.6

При этом коэффициент смещения инструмента

. (12.10)

Рекомендуется (допускается в пределах ). Предпочтительно использовать положительные смещения, при которых несколько повышается нагрузочная способность передачи. Для передач с вогнутым профилем витка червяка (ZT) назначают бόльшие коэффициенты смещения (), предпочтительно . Значительное положительное смещение для этих передач является дополнительным фактором повышения нагрузочной способности.

Нарезание колес для передач со смещением выполняют тем же инструментом, что и передач без смещения. В передачах со смещением изменяется диаметр заготовки червячного колеса при неизменном диаметре заготовки червяка. Для червяка передачи со смещением изменяются начальный диаметр

(12.11)

и длина нарезанной части при неизменных и .

Угол подъема витка червяка на начальном цилиндре

. (12.12)

У червячного колеса, нарезанного со смещением инструмента, все размеры, кроме делительного диаметра, отличаются от размеров колеса, нарезанного без смещения.

Диаметры вершин и впадин в среднем сечении

, (12.13)

(12.14)

для всех передач, кроме передач с эвольвентным червяком, для которых

. (12.15)