Червячные редукторы с цилиндрическими и глобоидными червяками

Из червячных редукторов наиболее распространены в настоящее время редукторы с цилиндрическими и глобоидными червяками. Передаточное отношение одной червячной передачи от 8 до 100, а иногда может доходить до 1000, что позволяет получить компактную конструкцию редуктора. В червячных редукторах в течение продолжительного времени применялись исключительно червячные передачи с цилиндрическим

Рис. 8. Типы цилиндрических червяков

червяком ввиду их простоты в изготовлении и регулировке. Цилиндрический червяк червячной передачи представляет собой винт с резьбой различного профиля, наружная поверхность витков которого имеет форму цилиндра. По форме профиля витка червяки бывают архимедовы, конволютные и эвольвентные. Архимедовы червяки (Рис. 8,а) имеют в осевом сечении витка трапецеидальный профиль, а в торцовом сечении очерчены архимедовой спиралью. Изготавливаться эти червяки могут па обычных токарно-винторезных станках, что определило их широкое распространение. Применяются архимедовы червяки в основном без шлифовки, так как требуют специально профилированного шлифовального круга. В связи с возросшими требованиями к червячным передачам этот тип червяка в настоящее время находит применение в основном при мелкосерийном производстве.

Конволютный червяк (Рис. 8,б) имеет прямолинейные очертания витка в нормальном сечении. Технология изготовления этих червяков проще, чем архимедовых. При шлифовке конволютного червяка на обычном резьбошлифовальном станке получается нелинейчатый профиль витка, близкий к поверхности конволютного червяка.
Эвольвентные червяки (Рис. 8,б) имеют прямолинейный профиль при сечении витка плоскостью, касательной к основному цилиндру червяка, а при сечении плоскостью, перпендикулярной к оси, дают эвольвенту. Эвольвентные червяки допускают шлифовку винтов червяка торцом шлифовального круга. Поэтому такой вид червячной передачи особенно выгодно применять при крупносерийном производстве.
Число заходов червяка в силовых передачах обычно выбирают в пределах от 1 до 4, а количество зубьев червячного колеса — от 26 до 80. При выборе числа зубьев колеса и количества заходов червяка нестандартных передач можно руководствоваться табл. 9.

Таблица 9. Число зубьев колеса и количество заходов червяка

Передаточное отношение	Число заходов червяка	Число зубьев колеса
7—8		28—32
9—13	3—4	27—52
14—24	2—3	28—72
15—27	2—3	50—81
28—40	1—2	28—80

Применять червячные редукторы с передаточным отношением, меньшим 10—12, обычно нецелесообразно, поскольку для этой цели можно использовать цилиндрический редуктор, имеющий более высокий к. п. д.
Коэффициент полезного действия червячной передачи возрастает с увеличением угла подъема винтовой линии, поэтому многозаходные червяки имеют более высокий к. п. д., чем однозаходные. Примерные средние значения к. п. д. в зависимости от числа заходов червяка приведены ниже.
Число заходов червяка z4..............1...................2.................... 3
К.п.д. передачи........................0,7—0,75... 0,75—0,82......0,82—0,92
В самотормозящих червячных передачах применяют однозаходные червяки, в которых угол наклона винтовой линии меньше угла трения.
Параметры передач для стандартных червячных редукторов выбираются согласно ГОСТ 2144-43. Стандарт распространяется на червячные редукторы, выполненные в виде отдельных агрегатов с цилиндрическим червяком, имеющим в осевом сечении прямолинейный профиль с углом 20° (архимедов червяк), число заходов от 1 до 4, ось которого перекрещивается с осью червячного колеса под углом 90°.
Межосевые расстояния А стандартных червячных передач выбираются из приведенного ниже ряда (ГОСТ 2144-43):
80; 100; 120; 150; 180; (210); 240; (270); 300; 360; 420; 480; 540; 600.
Ниже приведены стандартные значения осевого модуля ms и относительной толщины червяка q = (ГОСТ 2144-43).

mi (2) (2,5) 3 (3,5) 4 (4,5) 5 6 (7) 8
q 13 12 12 12 11 11 10(12) 9(11) 9(11) 8(11)
ms (9) х0 12 (14) 16 (18) 20 (24) (30) —
q 8(11) 8(11) 8(11) 9 9 8 8 8 8 —

В зависимости от этих величин ГОСТ 2144-43 рекомендует выбирать число зубьев червячного колеса стандартного редуктора.
Червячные редукторы с цилиндрическими червяками обладают рядом достоинств, но имеют и значительные недостатки, основные из которых — сравнительно небольшой к. п. д., недостаточная нагрузочная способность и большой расход цветного металла. Качество червячных редукторов может быть значительно улучшено с применением глобоидных передач. У глобоидных передач наружная поверхность витков червяка представляет собой часть тора — глобоид. При этом червяк охватывает колесо так же, как колесо охватывает червяк.
Глобоидной передаче присущ ряд особенностей зацепления. По сравнению с червячными передачами с цилиндрическими червяками глобоидное зацепление имеет тесно прилегающие контактируемые поверхности, что обеспечивает низкие контактные давления; линии контакта расположены перпендикулярно к направлению скольжения, что способствует нагнетанию смазки в место контакта и образованию устойчивого масляного клина; одновременная суммарная длина контактных линий значительно больше.
При таких особенностях зацепления уменьшаются потери, а следовательно, увеличивается к. п. д. и возрастает нагрузочная способность передачи.
По экспериментальным данным однозаходная глобоидная передача средних размеров при числе оборотов червяка 1500 об/мин имеет к. п. д. 0,8—0,85 с учетом потерь в подшипниках. Мощность, передаваемая глобоидной передачей, в 3—4 раза больше, чем мощность червячной передачи при тех же габаритах редуктора. Это дает возможность при одинаковой мощности уменьшить линейные размеры передачи примерно в 1,5 раза или в 3—4 раза снизить объем и вес передачи, в том числе и вес бронзового венца. Кроме того, износ глобоидной передачи меньше. Все эти преимущества с учетом большого передаточного отношения передачи, компактности, малого шума в работе и возможности самоторможения определяют все более растущее распространение глобоидных редукторов.

При выборе глобоидной передачи следует учитывать, что преимущества ее проявляются при достаточно высокой скорости скольжения. Со снижением скорости скольжения уменьшается к. п. д. Так, если вращение червяка снизить с 1500 до 1000 и 750 об/мин, то к. п. д. упадет соответственно с 0,82 до 0,805 и 0,785. Аналогичное явление будет наблюдаться при уменьшений нагрузки: при снижении ее до 75% от номинальной коэффициент полезного действия упадет от 0,82 до 0,78, а при снижении нагрузки до 50% — до 0,72. Вследствие этих причин нерационально использовать глобоидную передачу на второй, более тихоходной ступени редуктора, а также при длительной нагрузке, величина которой значительно ниже расчетной. Поэтому глобоидные передачи рекомендуется применять в редукторах с перекрещивающимися осями в тех случаях, когда скорость скольжения достаточно велика (не ниже 4 м/сек) и передаточное число не ниже 20—25 (однозаходный или двухзаходный червяк).
Глобоидные передачи стандартизированы и параметры их определены ГОСТ 9369-60. Стандарты распространяются на глобоидные передачи с прямолинейными профилями зубьев колеса и витков червяка в центральной плоскости.
Основными стандартными параметрами передачи являются межосевое расстояние А и внутренний диаметр червяка D (Рис. 9).

Рис. 9. Глобоидная передача

Это объясняется тем, что диаметр червяка определяет основные показатели глобоидной передачи — ее к. п. д. и жесткость червяка. Модули глобоидных передач не стандартизированы, так как глобоидная фреза не может нарезать колеса с разными числами зубьев и стандартизация модуля не привела бы к сокращению комплекта инструмента.
Основные параметры глобоидных передач приведены в табл. 10.
В таблице приведены три ряда стандартных диаметров червяков, которые выбираются на основании расчета по условиям прочности и жесткости червяка. Для повышения к. п. д. передачи целесообразно выбирать червяки с возможно меньшим диаметром.
Передаточные числа глобоидных передач, числа зубьев колеса (и числа заходов червяка выбираются по табл. 11.

Таблица 10
Межосевые расстояния А, диаметр впадин червяков в их средней плоскости Din и диаметры профильных окружностей d0 (ГОСТ 9369-60)

А в мм	Din в мм	d0 в мм
1-й ряд	2-й ряд	З-й ряд
80 100 120 150 180 210 250 300 360 420 480 530 600	20 25 30 36 44 52 60 72 85 95 105 110 120	25 30 35 42 52 58 67 78 95 110 120 130 140	30 36 42 50 60 65 75 85 110 125 140 150 170	46 60 75 96 112 130 150 180 210 245 280 310 360

Числа зубьев колес Zk и числа заходов червяка Zh в зависимости
от межосевых расстояний А и передаточного числа i (ГОСТ 9369-60)

Передаточное число i	Zk: Zh при межосевом расстоянии А в мм
номинальное	фактическое	до 210	1 250-360	420-600
(8,5)	8,25	33: 4	-	-
9,5	9,25	37: 4	37: 4
(10,6)	10,25	41: 4	41: 4	41: 4
11,8	11,75	47: 4	47: 4	47: 4
(13,2)	13,25	53: 4	43: 4	53: 4
	14,75	59: 4	59: 4	59: 4
(17)	16,5	33: 2	-	-
(17)	16,75	-	67: 4	67: 4
	18,5	37: 2	37: 2
	. 18,75	-		75: 4
(21,2)	20,5	41: 2	41: 2	41: 2
23,6	23,5	47: 2	47: 2	47: 2
(26,5)	26,5	53: 2	53: 2	53: 2
	29,5	59: 2	59: 2	59: 2
(33,5)		33: 1
(33,5)	33,5	-	67: 2	67: 2
37,5		37: 1	37: 1	-
37,5	37,5	-	-	75: 2
(42,5)		41: 1	41: 1	41: 1
47,5		47: 1	47: 1	47: 1
(53)		53: 1	53: 1	53: 1
		59: 1	59: 1	59: 1
(67)		-	67: 1	67: 1
75 |		-	-	75: i

Дата добавления: 2015-07-20