Конструкции и расчет редукторов

ГОСТ 2144-76 устанавливает основные параметры цилиндрических червячных передач.

К основным параметрам относятся: межосевое расстояние a_w; номинальное значение передаточных чисел u_ном; модуль т; коэффициент диаметра червяка q; число витков червяка z₁.

Стандарт не распространяется на передачи червячные цилиндрические для редукторов специального назначения и специальной конструкции.

Межосевое расстояние a _w определяется расчетом из условия прочности зубьев червячного колеса и витков червяка и должно соответствовать следующим значениям:

При выбранном модуле и передаточном числе заданное межосевое расстояние можно получить при изменении коэффициента диаметра червяка q и числа заходов червяка. При уменьшении коэффициента диаметра червяка и увеличении числа витков червяка увеличивается делительный угол подъема у, а следовательно, повышается КПД передачи. Однако при уменьшении коэффициента диаметра q понижается жесткость червяка, так как в этом случае уменьшается его диаметр. Поэтому при проектировании червячных передач коэффициент q необходимо выбирать как можно меньшим, но с таким расчетом, чтобы обеспечивалась жесткость червяка.

Рис. 27

Таблица 245

Таблица 246

Значения модуля т, мм

Таблица 247

Значения коэффициента диаметра червяка q

Примечания: 1. Ряд 1 следует предпочитать ряду 2.

2. Попускается применение коэффициентов диаметра червяка 7,5 и 12.

Таблица 248

Значения делительных углов подъема γ

Таблица 249

Формулы для определения величины Ь₂ нарезанной части для червяков с незакаленными поверхностями витков

Примечания: 1. При промежуточных значениях коэффициента х величина b₁ нарезанной части червяка вычисляется по тому из двух ближайших значений х, которое дает большее значение b₁,

2. Для червяков, боковые поверхности витков которых подвергнуты поверхностному упрочнению и шлифовке, значение b₁ , полученного приведенным формулам, следует увеличить: при m<10 мм —25 мм; при т= 10....16 мм — 35...40 мм; при m>16 —50 мм.

Соответствие модулей т, коэффициентов диаметра червяка q и чисел заходов витков червяка должны соответствовать указанным в табл. 245.

Коэффициент диаметра червяка q является отношением делительного диаметра червяка к его расчетному модулю.

Модули и коэффициенты диаметра червяка устанавливает ГОСТ 19672-74.

Модули т определяются в осевом сечении червяка и должны соответствовать указанным в табл. 246.

Коэффициент диаметра червяка q должен соответствовать указанным значениям в табл. 247.

Значения делительных углов подъема у приведены в табл. 248.

Величина b₁ нарезанной части для червяков с незакаленными боковыми поверхностями витков, в зависимости от коэффициента смещения х и числа витков червяка, модуля т и числа зубьев колеса приведена в табл. 249.

Число зубьев червячного колеса при заданном передаточном числе выбираются по табл. 250 в зависимости от межосевого расстояния, числа заходов червяка и модуля. В силовых передачах следует стремиться к тому, чтобы число зубьев колеса было равно 30...80.

При значениях z₂, близких к нижнему пределу, несколько уменьшаются габаритные размеры передачи. Однако для получения заданного передаточного числа при уменьшении числа зубьев колеса приходится уменьшать число заходов червяка, в результате чего понижается КПД передачи. В этом случае при проектировании передачи следует исходить из того, что является наиболее важным; уменьшение габаритных размеров или повышение КПД передачи. При малых числах зубьев колеса (z₂<30) возможно их подрезание, что приводит к ухудшению условий зацепления и снижению допускаемой нагрузки. Поэтому необходимо проверить зубья колеса на отсутствие подрезания. Число зубьев колеса z₂>80 принимать не рекомендуется, так как в этом случае несущая способность передачи ограничивается прочностью зубьев по изгибу, в осо-

Таблица 250

Параметры червячных передач

Продолжение табл. 250

Продолжение табл. 250

Продолжение табл. 250

Продолжение табл. 250

Продолжение табл. 250

бенности для оловяниетых бронз, имеющих пониженные пределы прочности. При неизменном межосевом расстоянии с увеличением z₂ напряжения изгиба зубьев колеса возрастают, так как одновременно с уменьшением модуля уменьшаются диаметр червяка и ширина колеса, которая пропорциональна наружному диаметру червяка. Зубья червячных колес могут быть нарезаны червячными фрезами или фасонными резцами.

Параметры червячных передач следует выбирать с таким расчетом, чтобы колесо можно было нарезать червячной фрезой. Нарезка зубьев червячных колес „летучкой” производительнее, но качество зацепления более низкое, чем при нарезке червячной фрезой.

При нарезании червячных колес „летучкой” число зубьев z₂ не должно содержать общих множителей с числом витков червяка (z₁).

Число заходов червяка выбирается по табл. 250. С увеличением числа заходов червяка при заданном коэффициенте диаметра червяка q увеличивается значение делительного угла подъема γ, а следовательно, уменьшаются потери на трение в зацеплении, т. е. повышается КПД редуктора. Одновременно увеличивается диаметр червячного колеса и габаритные размеры редуктора. Вследствие увеличения диаметра колеса уменьшаются усилия в зацеплении, что позволяет уменьшить размеры подшипниковых опор или увеличить их долговечность. Если для обеспечения заданного передаточного числа приходится уменьшить число заходов червяка, то КПД передачи снизится.

При кратковременной работе передачи с большими (относительно величины времени цикла) перерывами в целях получения наибольшей компактности передачи рационально назначать наименьшее значение z₁, так как в этом случае понижение КПД передачи, вследствие уменьшения угла γ, не окажет существенного влияния на тепловой баланс редуктора. При продолжительной работе редуктора и больших передаваемых мощностях первостепенное значение будет иметь КПД редуктора.

В этом случае малые значения z₁, повлекут за собой увеличение потерь на трение в зацеплении, вследствие чего могут возникнуть затруднения в обеспечении теплового баланса. В подобных случаях при и> 15 рекомендуется z₁ = 2, а число зубьев z₂ должно равняться 50...80.

Коэффициент диаметра червяка q характеризует относительную толщину червяка и должен быть равен 8...20.

При выборе коэффициента q необходимо учитывать следующее: при заданном передаточном числе требуемое межосевое расстояние, обеспечивающее контактную прочность поверхностей зубьев колеса и витков червяка, можно получить соответствующим подбором модуля m число заходов червяка z₁ и коэффициента q, так чтобы соблюдалось условие

При наличии корригирования а_ω = 0,5m(q + z₂ + 2х).

Конструкции и расчет редукторов › Червячные редукторы › Основные параметры червячных передач