Рассмотрим случай, когда ведущим является колесо, а ведомым червяк

Рассмотрим случай, когда ведущим является червяк, а ведомым является колесо.

Усилия в зацеплении червячной передачи

Считаем, что известны передаточное отношения и размеры. Требуется определить момент М₁ на валу червяка, необходимый для преодоления момента нагрузки М₂ на валу колеса и сил трения.

Движение зуба колеса по витку червяка это перемещение по наклонной плоскости, расположенной под углом γ к горизонтали. Будем считать, что сила F₂ известна, так как известны момент нагрузки М₂ и диаметр d₂.

Рассмотрим силы, действующие на виток червяка со стороны зуба колеса, в соответствии с обозначениями рис. 16.3:

При отсутствии движения (и соответственно трения) сила F₂ уравновешивается

силой F'­₁­: F'­_1­ = F­_2­tgγ.

При движении зуба колеса относительно витка червяка возникает сила трения F_ТР, отклоняющая проекцию F_n на угол трения ρ. Для преодоления силы трения силу F'­₁­ необходимо увеличить до значения: F­_1­ = F­_2­ tg (γ+ρ);

Следовательно, чем больше угол трения ρ, тем больше требуется сила F ₁, и соответственно, больше требуется момент на валу червяка:

.

Таким образом, окончательно:

,

.

Момент нагрузки на валу червяка M₁ известен. Необходимо определить формулу для расчета момента M₂ червячного колеса.

Тогда:,

Следовательно, при γ=ρ передача невозможна. Это условие отсутствия передачи, определяемое γ и ρ, называется самоторможением. Чтобы движение стало возможным, нужно чтобы выполнялось условие: γ > ρ. При γ=ρ момент на М ₂ червяка стремится к бесконечности. Определим значение момента М₂, необходимое для преодоления момента нагрузки и сил трения:

Окончательно получаем выражение для определения КПД при ведущем колесе:

Достоинства: плавность хода, бесшумность, возможность исключения обратной передачи вращения.

Недостатки: низкий КПД из-за больших потерь на трение в зацеплении; необходимость использовать дорогие антифрикационные материалы.

Червяки изготавливают из сталей высокой твердости.

Для червячных колес используют бронзы

БрАЖ 9-40; БрАЖН10-4-4-Л; БрОФ10-1.

Передача «винт-гайка».

Передачи «винт-гайка» служат для преобразования вращательного движения в поступательное. Основными деталями этой передачи являются - винт (цилиндр с наружной резьбой) и гайка (кольцо с внутренней резьбой).

Эти передачи разделяют на силовые и кинематические (отсчетные). Силовые передачи должны иметь высокий КПД и высокую прочность, кинематические должны обеспечивать точность перемещения.

Существует два варианта применения передачи:

- ведущей деталью является винт, вращательное движение которого переводится в осевое при неподвижной гайке;

- ведущей деталью является гайка, т.е. происходит осевое движение гайки при неподвижном винте.

В передаче применяют метрическую, трапецеидальную и прямоугольную резьбы, с одним, двумя, тремя или четырьмя заходами.

в)

Рис.26.1

Здесь P – ход витка, т.е. расстояние между одноименными осевыми профилями одного витка по образующей делительного цилиндра: P=pz­_­, где p - шаг – расстояние между соседними витками по образующей цилиндра.

При повороте винта на угол φ гайка поступательно перемещается на расстояние

l = φP(2π),

которое является функцией перемещения передачи.

В дифференциальной передаче винт 1 имеет две резьбы с разными шагами p­ ₁ и p­ ₂ одного направления (правого и левого).