Кинематика червячной передачи

Получим формулу для передаточного отношения червячной передачи. В точке контакта окружные скорости червяка и червячного колеса совпадают:

где u₁ - скорость на червяке:

,

где n ₁ – частота вращения червяка, об/мин; S – ход червяка, м.

u₂ - скорость на червячном колесе:

.

Отсюда приравнивая правые части полученных выражений имеем:

,

так как и (длина делительной окружности червячного колеса в радиусах и в шагах), окончательно получаем:

® ,

или и , отсюда:

.

Винтовые передачи

Винтовые передачи предназначены для преобразования вращательного движения в поступательное, при этом гайка и винт могут иметь либо одно из указанных движений, либо оба движения вместе.

Имеют степень подвижности равную единице, т.к. при повороте подвижного звена вокруг оси оно перемещается на определённую величину вдоль той же оси. Звенья передачи образуют кинематическую пару 5 класса.

Основные достоинства передачи: простота конструкции и изготовления; компактность при высоких передаваемых нагрузках; плавность и бесшумность работы; возможность обеспечения медленных перемещений с большой точностью.

Основные недостатки передачи: повышенный износ резьбы вследствие большого трения скольжения; низкий к.п.д.

Винтовые передачи классифицируются по функциональному назначению на:

- грузовые, предназначенные для создания больших сил (прессы, домкраты, тиски и т.п.);

- ходовые, предназначенные для точных перемещений (механизмы подачи станков, измерительные приборы, установочные и регулировочные устройства).

Основные типы резьб:

1. Прямоугольная (рис. 9.7). Профиль резьбы – квадрат. Из всех резьб имеют самый высокий к.п.д., так как угол профиля резьбы a = 0°. Обладают пониженной прочностью. При износе образуются осевые зазоры, которые трудно устранить. В настоящее время не стандартизированы. Имеют ограниченное применение.

Рис. 9.7

Основные параметры резьбы: d, d ₁, d ₂ - соответственно наружный, средний и внутренний диаметр резьбы; р – шаг резьбы, расстояние между двумя одноимёнными сторонами двух соседних витков в осевом направлении; S – ход резьбы, расстояние между двумя одноимёнными сторонами одного и того же витка в осевом направлении (, где Z – число заходов резьбы); a - угол профиля резьбы; g - угол подъёма резьбы.

2. Трапецеидальная симметричная (рис. 9.8). Профиль резьбы – равнобочная трапеция с углом a = 30°. Характеризуются небольшими потерями на трение, технологичны. Применяется для передачи реверсивного движения под нагрузкой.

Рис. 9.8

3. Трапецеидальная несимметричная, или упорная (рис. 9.9). Профиль резьбы – неравнобочная трапеция с углом a = 27°. Для возможности изготовления резьбы фрезерованием рабочая сторона профиля имеет угол наклона 3°. К.п.д. выше, чем у трапецеидальной симметричной. Закругление впадин повышает прочность. Применяются преимущественно при высоких односторонних нагрузках.

Рис. 9.9

Контрольные вопросы

9. Как формируется профиль зуба циклоидального зацепления.

10. Дайте характеристику часового и цевочного циклоидальных зацеплений.

11. Назовите основные геометрические параметры червяка и червячного колеса.

12. Проанализируйте кинематику червячных передач.

13. Проанализируйте и сопоставьте между собой основные виды винтовых передач.

Лекция 10

Кулачковые механизмы: общие сведения, классификация, кинематический анализ и синтез, определение минимально-допустимых размеров кулачка. Выбор закона движения толкателя.