Основные параметры червячного зацепления

К основным параметрам червячного зацепления относят:

- геометрические параметры червяка и червячного колеса;

- кинематические параметры зацепления (передаточное отношение u, частоты вращения червяка ω ₁ и колеса ω ₂, их окружные скорости вращения V ₁ и V ₂);

- коэффициент полезного действия η передачи.

Рис. 49. Геометрические параметры червяка

Основными геометрическими параметрами червяка (рис. 49) являются:

- профильный угол α = 20°;

- шаг зубьев червяка и колеса р, мм, соответствующий делительным окружностям червяка и колеса;

- осевой модуль , мм, (для червячного колеса m является торцовым);

- коэффициент диаметра червяка , где d ₁ - делительный диаметр червяка;

- число заходов (витков) червяка z ₁ (z ₁ = 1, 2, 4);

- угол подъёма винтовой линии на делительном диаметре (рис. 50, z ₁ = 2, ход витка p_h = рz ₁ = 2 p);

Рис. 50. Схема к определению угла γ подъёма винтовой

линии червяка при z ₁ = 2:

p_h - ход витка; р - шаг; d ₁ - делительный диаметр; πd ₁ - длина периметра

- делительный диаметр d ₁ = qm, мм;

- диаметр вершин витков d_{a 1} = d ₁ + 2 h_{a 1} = d ₁ + 2 m, мм (h_{a 1} = m);

- диаметр впадин витков d_{f 1} = d ₁ – 2 h_{f 1} = d ₁ – 2,4 m, мм (h_{f 1} = 1,2 m).

Длину нарезанной части червяка b ₁ определяют по условию использования одновременного зацепления наибольшего числа зубьев колеса. Значения m и q стандартизированы.

Рис. 51. Геометрические параметры червячного колеса

Основными геометрическими параметрами червячного колеса (рис. 51) являются:

- делительный диаметр окружности d ₂ = mz ₂, мм (z ₂ - число зубьев колеса);

- диаметр вершин зубьев d_{a 2} = d ₂ + 2 h_{a 2} = m (z ₂ + 2), мм;

- диаметр впадин зубьев d_{f 2} = d ₂ – 2 h_{f 2} = m (z ₂ – 2,4), мм;

- наибольший диаметр d_aм, мм;

- угол обхвата червяка колесом 2 δ = 60 … 100°.

Ширина венца червячного колеса b ₂ зависит от числа витков червяка. Межосевое расстояние передачи:

. (6.1)

С целью унификации межосевое расстояние червячных редукторов стандартизировано. Для того, чтобы «вписать» передачу в стандартное межосевое расстояние, выполняют смещение червяка:

, (6.2)

где х - коэффициент смещения червяка (выбирают в пределах ± 1).

Передаточное отношение червячной передачи определяют из условия, что за один оборот червяка колесо повернётся на угол, охватывающий количество зубьев, равное числу заходов червяка, то есть при вращении однозаходного червяка колесо повернётся на один зуб, при вращении двухзаходного - на два зуба, при вращении четырёхзаходного - на четыре зуба. Колесо сделает один полный оборот при оборотов червяка, что будет определять передаточное отношение:

. (6.3)

Коэффициент полезного действия η передачи учитывает потери на трение в зацеплении η _зп, на перемешивание и разбрызгивании масла η _м, а также потери в опорах валов η _оп (в подшипниках):

, (6.4)

КПД червячных передач ниже, чем других механических передач, и находится в пределах η = 0,75 … 0,92 (мéньшие значения относят к передачам с однозаходным червяком, бóльшие - к четырёхзаходным).