17.2 Класифікація черв’ячних передач

Оскільки фреза, що нарізає зубці черв’ячного колеса, є точною копією черв’яка майбутньої передачі, то вид передачі залежить від виду черв’яка, а спряжені зубці колеса виходять автоматично.

Отже, при виготовленні черв’ячної передачі вибирають вид черв’яка - по доцільності, з економічних міркувань, виробничої необхідності, спроможності обладнання тощо.

А тому види черв’ячних передач розрізняють за видом черв’яка.

17.3 Види червя’ків

За формою початкової поверхні (на якій створюється нарізка черв’яка, рис.1,2): циліндричні, глобоїдні.

Найбільш поширені циліндричні черв’яки.

Види циліндричних черв’яків за формою профілю витка нарізки (рис.3); а) архімедів черв’як має трапецієвидний профіль витка нарізки в осьовому перерізі а-а, а в торцевому перерізі L-L витки окреслені спіраллю Архімеда; б) конволютний черв’як має трапецієвидний профіль витка нарізки в нормальному перерізі n-n, а в торцевому перерізі L-L витки окреслені конволютою (подовжена або вкорочена евольвента); в)евольвентний черв’як - в торцевому перерізі L-L евольвентний профіль витка; г) черв’ячна передача з випукло-угнутим зачепленням (подібно передачі Новікова) по дузі кола в перерізі n-n (черв’як - угнутий профіль, колесо - випуклий). Стосовно черв’ячних коліс: в передачах з архімедовим, конволютним та евольвентним черв’яками їх зубці мають евольвентний профіль.

Основні геометричні й кінематичні параметри

На прикладі архімедового черв’яка, рис.6

1. Кут профілю витка в осьовому перерізі 2α=40?.

2. Розрахунковий осьовий крок p черв’яка, він же - коловий крок зубців колеса.

3. Розрахунковий модуль передачі є осьовим модулем черв’яка, а також торцевим модулем колеса, стандартизований.

4. Кількість заходів черв’яка z₁ (кількість витків нарізки), може бути z₁=1,2,4 (може бути й більше, але практично - до 4, в глобоїдних передачах є й z₁=3).

5. Хід нарізки черв’яка P_z=pz₁.

6. Ділильний діаметр черв’яка d₁=mq, де q - коефіцієнт діаметра черв’яка з нормального ряду, (є такий ряд значень q: 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0.

6. Ділильний кут підйому гвинтової лінії черв’яка λ (вимірюється по ділильному діаметрові),з рис.5

8. Ділильний діаметр черв’ячного колеса (основні розміри зубчастого вінця визначають в середньому його перерізі), де(нижня межа - з умови непідрізання зубів, бо спосіб нарізання тут інший, ніж для звичайних зубчастих коліс, дедля прямозубого зачеплення без зміщення нарізаючого інструменту; верхня межа обумовлюється міцністю зубців, бо, якщо їх більше 80, вони дуже мілкі і не міцні).

8. Якщо кут перехрещення осей валів черв’ка і колеса у просторі 90?, то кут нахилу зубців колеса β=λ (дорівнює кутові підйому гвинтової лінії черв’яка).

8. Нормальний модуль колеса m_n=mcosλ при δ=90? (кут перехрещення осей). Повертаючись до класифікації черв’ячних передач, можна сказати, що евольвентний черв’як - це по суті косозубе циліндричне колесо з малою кількістю зубців (к-ть заходів) і дуже великим кутом нахилу зубців.

8. Передаточне число черв’ячних передач визначається з урахуванням того, що тут на відміну від звичайних зубчастих передач вектори колових швидкостей черв’яка V₁ та V₂ не співпадають за напрямком, вони направлені під кутом λ, а тому:

для силових передач (призначених для передавання потужностей) (приz₁=1…4 та z₂=28…80). В кінематичних пристроях u=300 і більше.

12. Коефіцієнт корисної дії черв’ячного зачеплення по аналогії з гвинтовою парою

де φ′ - зведений кут тертя (для передачі з кутом перехрещення осей 90?). Середні значення (тут ще до втрати потужності в зачепленні додаються втрати в підшипниках та на переміщування масла, тощо). Значення ККД зростають зі збільшеннямz₁ (бо зростає λ) і зі зменшенням φ’. Черв’ячна передача, як і передача гвинт-гайка, має властивості самогальмування за умови λ<φ′, але при цьому ККД значно знижується (до 0,5 і менше). Самогальмівні черв’ячні передачі застосовують у вантажопідйомних механізмах тощо (в ліфтах обов’язково).

13. Коефіцієнт зміщення χ нарізаючого інструмента: передачі зі зміщенням використовуються найчастіше; зміщення робиться з метою доведення a_w до стандарту після розрахунків на міцність (можна також при сталих a_w і m варіювати величину z₂ і, отже, передаточне число. Зміщення виконується тільки за рахунок колеса, бо нарізаюча фреза - точна копія черв’яка. Переважно виконують позитивне зміщення, бо при цьому зубці колеса міцніші. Значення коефіцієнта зміщення - в межах χ=±1.