2. Износ и ремонт зубчатых передач

Зубчатые колеса выходят из строя по двум основным причинам: по износу зубьев и по поломкам их.

Износ обычно является следствием: 1) неполного сцепления и 2) повышенного трения (постепенный износ).

Износ в первом случае является, главным образом, результатом плохого монтажа и при правильной сборке (строгом соблюдении радиального зазора) обычно отсутствует. Однако изменение радиального зазора может быть также следствием выработки вкладышей подшипников, причем в результате выработки подшипников может быть как увеличение радиального зазора, так и его уменьшение (работа в распор).

Если нагрузка на вкладыши передается в стороны, противоположные сцеплению в процессе работы по мере выработки вкладышей возможно увеличение радиального зазора

Червя́чная переда́ча (зубчато-винтовая передача) — механическая передача, осуществляющаяся зацеплением червяка и сопряжённого с ним червячного колеса^[1].

Классификация

Червяки различают по следующим признакам:

• по форме поверхности, на которой образуется резьба

  • 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

Зубчатые колёса различают по следующим признакам:

• по профилю зуба

  • прямой - (контакт по точке, ненагруженные передачи)

  • вогнутый - "охватывающий" червяк (контакт по линии)

  • роликовый - зубы вырожденного сектора заменены на винтовой ролик

• по типу зубчатого колеса

  • полное колесо (полный оборот, непрерывное вращение)

  • зубчатый сектор (поворот сектора от одного крайнего положения до другого)

  • вырожденный сектор (в паре с глобоидным червяком - рабочая длина сектора меньше рабочей длины червяка)

Конструкция

Червяк представляет собой винт со специальной резьбой, в случае эвольвентного профиля колеса форма профиля резьбы близка к трапецеидальной^[2]. На практике^[2] применяются однозаходные, двухзаходные и четырёхзаходные червяки.

Червячное колесо представляет собой зубчатое колесо. В технологических целях червячное колесо, как правило^[2], изготовляют составленным из двух материалов: венец — из дорогого антифрикционного материала (например из бронзы), а сердечник — из более дешёвых и прочных сталей или чугунов.

Входной и выходной валы передачи скрещиваются, обычно (но не всегда) под прямым углом.

Червячная передача в силу своих конструктивных особенностей имеет как достоинства, так и недостатки.

 

Из достоинств стоит отметить плавность хода, эффект самоторможения, низкий уровень шума, большое передаточное отношение с использованием всего двух деталей.

Из недостатков следует обратить внимание на сравнительно низкий КПД, повышенный износ, заедание, большое тепловыделение вследствие сил трения. Низкий КПД обуславливает применение подобных механизмов при передаче относительно небольших мощностей до 100 кВт. Для предотвращения скорого износа и заедания необходимо соблюдать требования к точности сборки и регулировать механизмы. Высокое тепловыделение требует специальных установок для отвода лишнего тепла.

Материалом для червяка являются конструкционные качественные среднеуглеродистые или низколегированные стали: сталь 35, сталь 40, сталь 45, 40Х, 40ХМ. Выбираем сталь 40ХН, твердостью HRC50-56 σ_т=750 МПа, улучшение и закалка токами высокой частоты

Вал (деталь машин) — деталь, предназначенная для передачи механической энергии:

Ось (слово «ось» происходит от древнерусского «ость» — долгий усик на плевеле каждого зерна колосовых растений или волос в пушном товаре и в настоящее время слово «ось» имеет несколько значений) в технике — деталь машины, предназначенная для соединения и закрепления деталей машин между собой, воспринимающая только поперечные нагрузки и не передающая полезного крутящего момента. Оси бывают вращающиеся и неподвижные. Основное отличие оси от вала — она не передаёт крутящий момент и на неё действуют только напряжения изгиба.

Подшипники качения состоят из двух колец, тел качения (различной формы) и сепаратора (некоторые типы подшипников могут быть без сепаратора), отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба — дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.

Недостатки подшипников качения заключаются в относительно больших радиальных габаритах и большем сопротивлении вращения по сравнению с подшипниками скольжения, работающими в условиях жидкостной смазки, когда поверхности шейки вала и вкладыша полностью разделены тонкими слоем смазывающей жидкости.