18.3. Изготовление червяков и червячных колес

Червяки подобны ходовым винтам с трапецеидальной или близкой к ней резьбой. Основные способы их изготовления:

1. нарезание резцом на токарно-винторезном станке (см. рис. 18.4) обеспечивает высокую точность, но малопроизводительно;

1. нарезание фрезой на фрезерном станке более производительно.

Работоспособность червячной передачи зависит от твердости и ше­роховатости винтовой поверхности червяка. Поэтому после нарезания резьбы и упрочняющей термообработки червяки шлифуют, а в неко­торых случаях полируют.

Архимедовы и конволютные червяки изготовляют без термообработки и последующей шлифовки, так как для шлифования их необходимы шлифовальные круги сложного фасонного профиля. Эти червяки име­ют ограниченное применение, в основном они применяются в тихо­ходных передачах при небольшой нагрузке и малом ресурсе.

Наиболее технологичными являются эвольвентные червяки, рабочие поверхности витков которых после термообработки шлифуют с высо­кой точностью плоской поверхностью шлифовального круга. Техноло­гичны. Рабочие поверхности их витков с высокой точностью шлифуют конусным или тороидным кругом. Эти передачи считаются перспек­тивными.

Для силовых червячных передач рекомендуется применять эвольвент­ные или нелинейчатые червяки.

Рис. 18.5. Схема нарезания червячного колеса: / — фреза; 2 — заготовка колеса

Зубья на червячном колесе чаще всего нарезают червячной фрезой (рис. 18.5), которая представляет собой копию червяка, с которым будет зацепляться червячное колесо. При нарезании заготовка колеса и фреза совершают такое же взаимное движение, какое имеют червяк и червячное колесо при работе.

18.4. Основные геометрические соотношения в червячной передаче

Геометрические размеры червяка и колеса определяют по форму­лам, аналогичным формулам для зубчатых колес.

В червячной передаче расчетным является осевой модуль червяка т, равный торцовому модулю червячного колеса.

Значения расчетных модулей т принимают по стандарту из ряда: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25 мм.

Основными геометрическими размерами червяка являются (рис. 18.6):

Рис. 18.6. Основные размеры цилиндрического червяка

делительный диаметр, т. е. диаметр такого цилиндра червяка, на котором толщина витка равна ширине впадины:

где q — число модулей в делительном диаметре червяка или коэффи­циент диаметра червяка. С целью сокращения номенклатуры зуборез­ного инструмента значения q стандартизованы (табл. 18.1);

Таблица 18.1. Значения модулей т и соответствующих им коэффициентов q диаметров червяка (выборка)

т	2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10	12,5	16
q	8; 10; 12,5; 16; 20; 25	8; 10; 12,5; 16; 20	8; 10; 12,5; 16; 20

Рис. 18.7. Схема определения делительного угла подъема линии витка

Червячные передачи со смещением выполняют в целях доведения межосевого расстояния до стандартного или заданного значения. Осуще­ствляют это, как и в зубчатых передачах, смещением на хт фрезы относительно заготовки при нарезании зубьев колеса (см. рис. 11.24).

Червячные колеса передач без смещения и со смещением нарезают одним и тем же инструментом, а так как червячная фреза и червяк имеют одинаковые размеры, то нарезание со смещением выполняют только для колеса.

При заданном межосевом расстоянии коэффициент смещения ин­струмента

Здесь z₂ — число зубьев червячного колеса.

По условию неподрезания и незаострения зубьев колеса значение х принимают: для передач с линейчатым (эвольвентным) червяком 0<х< 1 (предпочтительно х = 0,5); для передач с нелинейчатым червя­ком (образованным тором) 1,0<х<1,4 (предпочтительно х- 1,1...1,2). При положительном смещении повышается прочность зубьев колеса.

Длина Ь₁ нарезанной части червяка при коэффициенте смещения х<0

При положительном смещении (х>0) червяк должен быть несколько короче. В этом случае размер Ь₁ вычисленный по формуле (18.6), уменьшают на величину (70 + 60x)m/z₂-

Для фрезеруемых и шлифуемых червяков во избежание искажения рабочей части профиля витков при входе и выходе инструмента Ь_{ увеличивают приблизительно на Ът.

Во всех случаях значение Ь_х затем округляют до ближайшего стан­дартного (см. § 27.4).

Для червяка в передаче со смещением дополнительно вычисляют:

диаметр начального цилиндра (начальный диаметр)

угол подъема линии витка на начальном цилиндре

Основные геометрические размеры венца червячного колеса опреде­ляют в его среднем сечении (рис. 18.8):

Рис. 18.8. Основные размеры венца червячного колеса делительный и совпадающий с ним начальный диаметр

d₂ = d_w2 = m z₂

диаметр вершин зубьев

d_a2 = d₂ + 2m(l +х);

{

диаметр впадин зубьев

d_f2 = d₁-2m(1,2-x)

наибольший диаметр червячного колеса

d_ae2<d_a2 + 6m /(z_x + C).(18.9) (18.10) (18.11) (18.12)

Здесь С =2 для передач с линейчатым (эвольвентным) червяком; С=4 для передач с нелинейчатым червяком, образованным тором.

Ширина венца червячного колеса (зависит от числа витков червяка)

Здесь a_w — межосевое расстояние.

Червячное колесо является косозубым с углом у наклона зуба. Межосевое расстояние — главный параметр червячной передачи —

Для стандартных редукторов а„: 40, 50, 63, 80, 100, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500 мм.