Содержание
Введение
1. Червячные передачи
2. Материалы червячной передачи
3. Достоинства и недостатки червячных передач
Вывод
Список литературы
Введение
Червячной передачей называется механизм, служащий для преобразования вращательного движения между валами со скрещивающимися осями. Обычно червячная передача состоит из червяка и сопряженного с ним червячного колеса. Угол скрещивания осей обычно равен 90°, не ортогональные передачи встречаются редко. Червячные передачи относятся к передачам с зацеплением, в которых движение осуществляется по принципу винтовой пары. Поэтому червячные передачи относят к категории зубчато-винтовых.
1. Червячные передачи
Червячная передача (или зубчато-винтовая передача) (рис. 1) -- механизм для передачи вращения между валами посредством винта (червяка 1) и сопряженного с ним червячного колеса 2. Червяк и червячное колесо, образуют совместно высшую зубчато-винтовую кинематическую пару, а с третьим, неподвижным звеном, низшие вращательные кинематические пары. Отсюда следует, что червячная передача обладает свойствами как зубчатой (червячное колесо на своем ободе несет зубчатый венец), так и винтовой (червяк имеет форму винта) передач. На рис.1.1 показан привод от электродвигателя 3, соединенного муфтой 2 с ведущим валом червячного редуктора.
Рис. 1. Червячные передачи: 1 -- червяк; 2-- червячное колесо
Рис.1.1. Привод червячного редуктора
Классификация червячных передач:
Червяки различают по следующим признакам:
-по форме образующей поверхности: 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, трапецеидальный
Зубчатые колёса различают по следующим признакам:
-по профилю зуба: прямой -- (контакт по точке, малонагруженные передачи), вогнутый -- «охватывающий» червяк (контакт по линии), роликовый -- зубья вырожденного сектора заменены гребневым роликом
-по типу зубчатого колеса: полное колесо (с передачей непрерывного вращения), зубчатый сектор (с поворотом сектора на ограниченный угол)
вырожденный сектор с роликом (в паре с глобоидальным червяком -- рабочая длина сектора меньше рабочей длины червяка, возможна передача большого момента)
2. Материалы червячной передачи
Для изготовления червяков применяют все три типа сталей, распространенных в машиностроении:
1. Качественные среднеуглеродистые стали марок 40, 45, 50. Из них изготавливают малоответственные червяки.
2. Среднеуглеродистые легированные стали марок 40Х, 45Х, 40ХН, 40ХНМА, 35ХГСА. Из этих сталей изготавливают червяки ответственных передач.
3. Мало- и среднеуглеродистые легированные стали марок 20Х, 12ХН3А, 25ХГТ, 38ХМЮА. Из этих сталей изготавливают червяки высоконагруженных передач, работающие в реверсивном режиме.
3. Достоинства и недостатки червячных передач
Достоинства и недостатки
Червячная передача обладает эффектом самоторможения и является необратимой, что делает ее идеальной для тяжелых рулевых механизмов, как показано здесь, на старом паровом грузовике Foden
Механический счётчик имеет червячную передачу
Гитарные колки также имеют червячную передачу
Достоинства:
Плавность работы;
Малошумность;
Большое передаточное отношение одной пары, -- червячные редукторы с большим передаточным числом значительно компактнее и легче, чем эквивалентные шестеренчатые, и менее материалоёмки;
Самоторможение -- при некоторых передаточных отношениях;
Повышенная кинематическая точность.
Недостатки:
Повышенные требования к точности сборки, необходимость точной регулировки;
При некоторых передаточных соотношениях передача вращения возможна только в одном направлении -- от винта к колесу. (для некоторых механизмов может считаться достоинством).
Существенное взаимное проскальзывание рабочих поверхностей, отсюда:
Высокие требования к геометрической точности и прочности поверхностей трения;
Сравнительно низкий КПД (целесообразно применять при мощностях менее 100 кВт)
Большие потери на трение с тепловыделением, необходимость специальных мер по интенсификации теплоотвода;
Повышенный износ и склонность к заеданию.
Необходимость компенсации осевых усилий, возникающих в опорах червячного вала.
Указанные недостатки обусловлены связанной с геометрией передачи невозможностью получения жидкостного трения.
червячная передача
Вывод
В червячной передаче имеет место молекулярно-механическое изнашивание. При больших контактных напряжениях или удельных давлениях происходит разрушение защитных плёнок и пластическое деформирование, в результате силы молекулярного сцепления приводят к схватыванию. Процесс возникновения и развития повреждений поверхностей трения вследствие схватывания в технике называется заеданием. Ускоренное повышение температуры во время схватывания прямо пропорционально скорости скольжения, коэффициенту трения, контактному напряжению, а также обратно пропорционально суммарной скорости контактирующих точек относительно зоны контакта и приведённому радиусу кривизны.
Работоспособность червячной передачи ограничивается:
1) стойкостью рабочих поверхностей зубьев;
2) изгибной прочностью зубьев;
3) предельной допустимой температурой масла или корпуса;
4) прочностью и жесткостью червяка.
В червячной паре менее прочным элементом является зуб колеса, для которого возможны все виды разрушений и повреждений, встречающиеся в зубчатых передачах.
При работе передачи контактные линии перемещаются относительно витков червяка и зубьев колеса. Угол наклона контактных линий к вектору скорости скольжения имеет большое значение для работоспособности червячной передачи, т.к. от этого угла зависит характер трения. Если угол наклона контактных линий к вектору скорости скольжения мал, то условия для гидродинамической смазки неблагоприятны, т.к. слой смазочного материала течет вдоль линий контакта и масляный клин не способен создать подъемную силу, чтобы предотвратить соприкосновение трущихся поверхностей, следовательно, в этом случае будет полужидкостное трение.
Если скорость скольжения направлена поперек линии контакта, то возникает режим жидкостного трения. Это реализуется у глобоидных передач. Поэтому их нагрузочная способность в 1,5 раза выше, чем цилиндрических передач с червяками, витки которых очерчены линейными поверхностями. Близкими к глобоидным по нагрузочной способности являются червячные цилиндрические передачи с вогнутым профилем витков червяка.
Большая скорость скольжения и трение служат причиной низкого к.п.д. червячных передач, их повышенного износа и склонности к заеданию.
Список литературы
1. Справочник по машиностроительным материалам, т. 1, Москва 1959 г.
2. Детали машин. Расчет и конструирование. Справочник, 3 издание, том 1, Москва, 1969 г.
3. Решетов Д.Н. Детали машин, 3 издание, Москва 1974 г.
4. Часовников Л.Д. Передачи зацеплением, 2 издание, Москва 1969 г.