Передаточное число редуктора
Передаточное отношение — это соотношение угловых скоростей или крутящих моментов валов (в зависимости от строения механизма).
Передачи применяются для того, чтобы передать вращающий момент от электродвигателя к исполнительному устройству. Почему это необходимо? Дело в том, что сам мотор обычно не может передать требуемый вращающий момент, кроме того, частота вращения вала электродвигателя оказывается слишком велика, поэтому её надо понизить. Для этого и сконструированы понижающие передачи, редукторы. Таким образом удаётся изменить сразу и частоту вращения вала, и крутящий момент.
Передачи с крутящим моментом
Механизм передачи крутящего момента — редуктор — имеет входной и выходной валы.
Существует два способа передачи вращающего момента: жёсткий (момент передается жесткими звеньями, например, шестернями) и фрикционный (момент передается силами трения, работающих на поверхностях вала, например, ременная передача).
Также есть возможность совмещать эти способы передачи.
Характеристика зубчатой передачи редуктора
Зубчатая передача редуктора
– это механизм, состоящих из отдельных звеньев для передачи мощности через вращение зубчатых колёс. Такую зубчатую передачу используют в механических редукторах для преобразования движения.
Зубчатые редукторы очень часто задействуют в машиностроении. Именно их выбирают благодаря большому количеству преимуществ: высокому КПД, долгому сроку службы механизма, маленьким габаритам, постоянству передаточного отношения, простой и надёжной конструкции.
Также у этих редукторов есть и недостатки. К ним относят шум при больших скоростях и большие размеры редукторов, если передаточные отношения велики. Тем не менее, плюсов их использования гораздо больше, чем минусов, что и определяет итоговую востребованность.
Многоступенчатые редукторы
Как известно, современные электродвигатели выдают частоту ведущего вала примерно в районе полутора тысячи (1500) оборотов в минуту.
А конечным потребителям в цепочке передачи движения обычно требуется куда меньшая частота. Стоит рассмотреть для лучшего понимания на конкретном примере. Возьмём, скажем, ленту транспортёра. Она движется медленно. Как же сделать так, чтобы надежно передать вращающий момент от электродвигателя к конечному устройству?
Здесь на помощь как раз и придут многоступенчатые редукторы. Наличие нескольких ступеней позволяет сделать компактное устройство, значительно снижающее частоту вращения вала.
Как правильно рассчитать передаточное число
Передаточное число многоступенчатого редуктора вычисляется как произведение передаточных чисел каждой ступени. Пример. В редукторе четыре зубчатые пары, передаточные отношения каждой из которых тоже равны 4. Общее передаточное число тогда будет равно 4х4х4х4 = 256.
В общем случае общее передаточное отношение редуктора равно отношению частоты вращения входного (ведущего) вала и частоты вращения ведомого (выходного) вала.
Отсюда следует, что если выходной вал вращается медленнее входного, то передаточное отношение будет больше единицы. Такие передачи называют понижающими. Если же скорость выходного вала будет выше скорости входного вала, то передаточное число будет меньше единицы. В этом случае говорят о повышающей передаче или мультипликаторе.
При передаче движения всегда соответственно меняется и крутящий момент: если передача понижающая, то момент увеличивается, если повышающая, то уменьшается. Поэтому передаточное число можно представить как отношение крутящего момента на выходе к крутящему моменту на входе в редуктор.
Расчёт без учета сопротивления
Любой редуктор состоит из зубчатых пар. Чтобы рассчитать передаточное число каждой пары, надо разделить количество зубьев ведущего колеса на количество зубьев ведомого колеса.
Важно! При этом надо смотреть, меняется ли направление вращения шестеренки.Если меняется, то передаточное отношение принимается со знаком минус, если не меняется, то плюс. Направление вращения не меняется, если у колеса нарезка зубьев сделана внутри колеса.
Если меняется, то передаточное отношение принимается со знаком минус, если не меняется, то плюс. Направление вращения не меняется, если у колеса нарезка зубьев сделана внутри колеса.
Если в передаче участвует так называемая паразитка, то она в расчете передаточного отношения не участвует, так как ее задача лишь менять направление движения.
Также при расчете передаточных отношений можно использовать наружный диаметр шестерни. Иногда это удобно, если посчитать число зубьев затруднительно. Важно: зубчатая передача жесткая, здесь нет проскальзывания, как в ременной передаче, поэтому передаточное число всегда можно рассчитать с абсолютной точностью.
Если в редукторе применен червячный редуктор, то его передаточное отношение определяется как отношение числа зубьев ведущего колеса к числу заходов (витков) червяка. Чаще всего у червяка один заход, поэтому ясно: передаточное отношение червячной пары огромно, а вращающий момент может повышаться в десятки раз.
КПД зубчатой передачи
Преимуществами данной передачи считаются:
- Большая и неограниченная мощность.
- Небольшая масса и габариты.
- Большой коэффициент полезного действия (приблизительно 0,95-0,99).
- Надёжны, но нуждаются в большой точности изготовления.
КПД определяется как отношение реально полученной энергии к потребленной. Чем выше КПД механизма, тем больше энергии преобразовывается на полезные цели, тем меньше потери, тем эффективнее механизм.
Учёные всего мира постоянно ведут борьбу именно за сокращение непроизводительных потерь. Чтобы обеспечить хорошую работу машины с большим КПД, можно использовать масла с различными свойствами при больших изменениях температуры среды. При экспериментах с различными видами масла совместно с допустимой нагрузочной способности зубчатых передач на рабочих поверхностях зубьев не обнаружили развитие процесса разрушения, что обеспечивает отличные технико-экономические показатели машины.
Важно! КПД зубчатой передачи сильно зависит от точности изготовления зубчатых колес. В случае грубых нарушений геометрии в редукторе будут большие расходы энергии, он будет нагреваться, его КПД значительно упадёт. Поэтому редукторы следует приобретать только у проверенных производителей.
Постоянное и переменное передаточное отношение редуктора
Передаточное отношение может быть как постоянным, так и переменным. При переменном случае оно может меняться бесступенчато или ступенчато. В промышленности нашли применение обе эти схемы. Если передаточное число меняется плавно, то такое устройство называют вариатором. Эти устройства дороги и требуют точной сборки и квалифицированного обслуживания. Но всё это оправдывается конечным результатом — их полезность уже проверена временем.
Червячные редукторы
1. Редукторы, мотор-редукторы одноступенчатые
Червячный редуктор – устройство, преобразующее угловую скорость и момент двигателя, используя червячную передачу.
В червячном редукторе увеличение крутящего момента и уменьшение угловой скорости выходного вала происходит за счет преобразования энергии, заключенной в высокой угловой скорости и низком крутящем моменте на входном валу. Двигатель со встроенным червячным редуктором называют червячным мотор-редуктором.
Благодаря своей конструкции, мотор-редукторы с червячной передачей характеризуются плавностью и бесшумностью работы. К достоинствам червячного мотор-редуктора также можно отнести компактность — червячный мотор-редуктор будет значительно меньшего размера по сравнению с аналогичным мотор-редуктором с зубчатой передачей с одним и тем же передаточным числом редуктора. Характерной особенностью червячного мотор-редуктора является свойство самоторможения.
Технические характеристики
| Типоразмер | Передаточное число, u | Частота вращения выходного вала, n2, мин-1 | Номинальный крутящий момент на выходном валу T2, Нм | Допускаемый крутящий момент на выходном валу T2max, Н·м | ||
| редуктор | мотор-редуктор | |||||
Ч-31. 5М | МЧ-31.5М | 5…50 | 28…300 | 8 | Допускается превышение номинального крутящего момента в 1,4. ..2 раза | |
| 2Ч-40М | МЧ-40М | 5…80 | 9.37…300 | 28…37 | ||
| Ч-50М | МЧ-50М | 50…70 | ||||
| 1Ч-63М, 2Ч-63М | МЧ-63М | 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31, 5; 40; 50; 63; 80 | 7.5…300 | 95…135 | ||
| Ч-80М, 2Ч-80М | МЧ-80М | 150…280 | ||||
| Ч-100М | МЧ-100М | 315…570 | ||||
| Ч-125М | МЧ-125М | 615…1000 | ||||
| Ч-160М | МЧ-160М | 1100. ..1900 | ||||
| Ч-200М | МЧ-200М | 1600…3100 | ||||
| Ч-250М | МЧ-250М | 2700…5700 | ||||
| Ч-320М | МЧ-320М | 4400…10000 | ||||
| Ч-400М | МЧ-400М | 6500…19000 | ||||
| Ч-500М | МЧ-500М | 8200…33000 | ||||
| РЧН-180М | МРЧН-180М | 12.5…50 | 20…90 | 1300…1800 | ||
| РЧП-300М | МРЧП-300М | 16, 25, 50 | 20…40 | 4200 | ||
2. Редукторы, мотор-редукторы двухступенчатые
Технические характеристики
| Типоразмер | Передаточное число, u | Частота вращения выходного вала, n2, мин-1 | Номинальный крутящий момент на выходном валу T2,Н·м | Допускаемый крутящий момент на выходном валу, T2max | |
| редуктор | мотор-редуктор | ||||
| Ч2-20/31,5М | МЧ2-20/31,5М | 200. ..1600 | 0,9.,7,2 | 8 | Допускается превышение номинального крутящего момента в 1,4. ..2 раза |
| Ч2-40/63М | МЧ2-40/63М | 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 4000 | 0,375…23,8 | 180…275 | |
| Ч2-40/80М | МЧ2-40/80М | 375…580 | |||
| Ч2-63/100М | МЧ2-63/100М | 0,187…23,8 | 500…875 | ||
| Ч2-80/125М | МЧ2-80/125М | 1000…1500 | |||
| Ч2-80/160М | МЧ2-80/160М | 1900…3500 | |||
| Ч2-100/200М | МЧ2-100/200М | 3800…6400 | |||
| Ч2-125/250М | МЧ2-125/250М | 7000…13000 | |||
| Ч2-160/320М | МЧ2-160/320М | 15400…25500 | |||
| Ч2-200/400М | МЧ2-200/400М | 20300. ..41400 | |||
| Ч2-250/500М | МЧ2-250/500М | 32400…63200 | |||
3. Редукторы, мотор-редукторы цилиндро-червячные двухступечатые
Технические характеристики редукторов
| Типоразмер | Передаточное число, u | Частота вращения выходного вала, n2, мин-1 | Номинальный крутящий момент на выходном валу T2, Нм | Допускаемый крутящий момент на выходном валу, T2max | |
| редуктор | мотор-редуктор | ||||
| ЦЧ-25М | МЦЧ-25М | 16…200 | 7…85 | 6 | Допускается превышение номинального крутящего момента в 1,4.  ..2 раза |
| ЦЧ-31,5М | МЦЧ-31,5М | 8 | |||
| ЦЧ-40М Ц2Ч-40М | МЦЧ-40М МЦ2Ч-40М | 16…160 80…630 | 4,7…93,75 1,2…18,75 | 31 ..50 38…55 | |
| ЦЧ-50М Ц2Ч-50М | МЦЧ-50М МЦ2Ч-50М | 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630 | 3…93,75 1,2…18,75 | 62…93 93…109 | |
| ЦЧ-63М Ц2Ч-63М | МЦЧ-63М МЦ2Ч-63М | 100…180 168…197 | |||
| ЦЧ-80М Ц2Ч-80М | МЦЧ-80М МЦ2Ч-80М | 200…400 380…430 | |||
| ЦЧ-100М Ц2Ч-100М | МЦЧ-100М МЦ2Ч-100М | 400…770 680…805 | |||
| ЦЧ-125М Ц2Ч-125М | МЦЧ-125М МЦ2Ч-125М | 700…1400 1130…2000 | |||
| ЦЧ-160М Ц2Ч-160М | МЦЧ-160М МЦ2Ч-160М | 1500…3000 2100…3000 | |||
| ЦЧ-200М Ц2Ч-200М | МЦЧ-200М МЦ2Ч-200М | 2300. ..4600 2800…5000 | |||
| ЦЧ-250М Ц2Ч-250М | МЦЧ-250М МЦ2Ч-250М | 4400…8200 4800…8500 | |||
| ЦЧ-320М Ц2Ч-320М | МЦЧ-320М МЦ2Ч-320М | 7800…14800 8200…15100 | |||
| ЦЧ-400М Ц2Ч-400М | МЦЧ-400М МЦ2Ч-400М | 11100…29000 11500…29300 | |||
| ЦЧ-500М Ц2Ч-500М | МЦЧ-500М МЦ2Ч-500М | 14600…48500 15000…48500 | |||
4. Редукторы, мотор-редукторы цилиндро-червячные трехступенчатые
Технические характеристики
| Типоразмер | Передаточное число, u | Частота вращения выходного вала, n2, мин-1 | Номинальный крутящий момент на выходном валу T2, Нм | Допускаемый крутящий момент на выходном валу, T2max | |
| редуктор | мотор-редуктор | ||||
| ЦЧ2-40/63М | МЦЧ2-40/63М | 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600 | 0,47. ..23,8 | 200…285 | Допускается превышение номинального крутящего момента в 1 ,4. ..2 раза |
| ЦЧ2-40/80М | МЦЧ2-40/80М | 410…610 | |||
| ЦЧ2-63/100М | МЦЧ2-63/100М | 770..980 | |||
| ЦЧ2-80/125М | МЦЧ2-80/125М | 1200…1575 | |||
| ЦЧ2-80/160М | МЦЧ2-80/160М | 2400…3680 | |||
| ЦЧ2-100/200М | МЦЧ2-100/200М | 4450…6800 | |||
| ЦЧ2-125/250М | МЦЧ2-125/250М | 8630…15850 | |||
| ЦЧ2-160/320М | МЦЧ2-160/320М | 1500…26100 | |||
| ЦЧ2-200/400М | МЦЧ2-200/400М | 25550…45300 | |||
| ЦЧ2-250/500М | МЦЧ2-250/500М | 40280…69300 | |||
5. Редукторы, мотор-редукторы глобоидные
Технические характеристики
| Типоразмер | Передаточное число, u | Частота вращения выходного вала, n2, мин-1 | Допускаемый крутящий момент на выходном валу, T2max, Нм | |
| редуктор | мотор-редуктор | |||
| Чг-63 | МЧг — 63 | 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80 | 9,4. ..187,5 | 83…138 |
| Чг-80 | МЧг — 80 | 150…300 | ||
| Чг-100 | МЧг -100 | 300…575 | ||
| Чг-125 | МЧг -125 | 615…1000 | ||
| Чг-160 | МЧг -160 | 1100…1600 | ||
| Чг — 200 | МЧг -200 | 1660…2930 | ||
| Чг — 250 | МЧг -250 | 2715…5715 | ||
| Чг — 320 | МЧг -320 | 4430…10610 | ||
| Чг-400 | МЧг -400 | 6570…15235 | ||
| Чг — 500 | МЧг -500 | 7790…25565 | ||
| Чг — 630 | МЧг -630 | 8000…29000 | ||
Червячные передачи | KHK Производитель зубчатых колес
ТОП
>
org/ListItem»>Червячные передачи
Что такое червячная передача?
Червячная передача представляет собой редуктор со смещенным валом, который передает движение между двумя валами, которые не пересекаются и не параллельны. Несмотря на то, что он компактен, он может обеспечить значительное снижение скорости.
Червячная передача представляет собой резьбу, нарезанную на круглом стержне, а червячная передача представляет собой шестерню, которая входит в зацепление с червяком под углом 90 градусов. Комплект из червяка и червячного колеса называется червячной передачей.
Его история настолько стара, что его существование описано Архимедом примерно в 250 г. до н.э.
Существует примерно два типа червячных передач.
Один из них представляет собой цилиндрический червяк, который зацепляется с червячным колесом как пара, образуя «цилиндрическую червячную передачу».
Другая — «барабанная червячная передача», которая представляет собой пару, состоящую из барабанного червяка и червячного колеса.
Последний тип также называют «червячной зубчатой передачей».
При использовании червячной передачи можно получить компактное и высокоскоростное передаточное число по сравнению с прямозубыми передачами.
Передаточное отношение определяется комбинацией количества витков червяка и количества зубьев на червячном колесе. Например, в случае червячных передач стандартных передач KHK можно получить передаточное отношение максимум до 1/120.
Червячные передачи имеют такие преимущества, как низкий уровень шума и низкая вибрация, но поскольку передача мощности осуществляется посредством скользящего контакта, они также имеют недостаток, заключающийся в сохранении тепла, и их эффективность передачи невелика (в случае цилиндрической червячной передачи общий КПД составляет около 30-60%).
Для уменьшения износа червяки обычно изготавливают из более твердого материала, чем червячные колеса.
Для стандартных зубчатых передач KHK для червяков используются механическая конструкционная углеродистая сталь (S45C), механическая конструкционная легированная сталь (SCM440), нержавеющая сталь и т.
д. инженерный пластик) используются для червячного колеса.
Ход левой и правой поверхностей зубьев червяка обычно одинаков, однако существует также другой тип, называемый червячной передачей с двойным ходом, который изготавливается с разным шагом для двух поверхностей.
При использовании червячной передачи последнего типа можно перемещать червяк в осевом направлении с помощью регулировочной шайбы, которая позволяет регулировать люфт. В случаях, например, когда из-за износа зубьев требуется регулировка люфта, ее можно выполнить без изменения межосевого расстояния между червяком и червячной передачей.
При использовании червячной передачи червяк является ведущим, а червячное колесо — ведомым валом. Когда угол подъема червяка особенно мал, вращение червяка за червячное колесо становится невозможным.
Это состояние называется самоблокировкой, и ожидается результат предотвращения обратного движения. Однако, поскольку это не полностью надежная функция, желательно использовать ее в сочетании с другим методом, когда требуется полное предотвращение реверсирования.
Примеры применения червячных передач включают редукторы скорости, лифты, станки, цепные блоки, рыболовные катушки и автомобильные усилители рулевого управления.
Ссылки по теме :
Смазка шестерен
Пожалуйста, укажите здесь номер детали для цены и чертежа шестерни
ВНИМАНИЕ: Использование чертежей САПР
Профиль зуба, показанный на чертеже САПР, отличается от фактического профиля зубчатого колеса.
Также обратите внимание, что детали любой фаски, скругления или канавки с прорезью на чертеже САПР могут отличаться от истинных значений или формы на фактическом изделии.
Как пользоваться червячными редукторами
С помощью этих технических данных вы можете просмотреть исчерпывающую информацию о редукторах KHK, включая их характеристики, а также советы и предупреждения при их выборе и использовании.
SW
Стальные червяки
Модуль: 0,5 – 6
Количество заходов: 1 – 2
Материал: S45C
Закалка: нет доступный по низкой цене и отличному удобству использования.
Сопряженная червячная передача: BG, CG, PG, DG
Нажмите здесь, чтобы выбрать червячную передачу
SWG
Заземляющие червяки
Модуль: 1–6
Число пусков: 1–3 9005C 9 Материал: S40011 Закалка : Индукционная закалка зубьев шестерни
Покрытие зубьев : Шлифованные зубья
Сорт : KHK W001 2
Червяки, которые были закалены и отшлифованы с хорошим балансом точности, износостойкости и стоимости.
Возможны вторичные операции, кроме зубов.
Сопряженная червячная передача: AG
Нажмите здесь, чтобы выбрать червячную передачу
SUW
Червяки из нержавеющей стали
Модуль: 0,5–3
Число пусков: 1–2
Материал: нет Закалка
Покрытие зубьев: шлифованные (нешлифованные)
Сорт: KHK W001 4
Червяки из нержавеющей стали с защитой от ржавчины.
Сопряженная червячная передача: BG, CG, PG, DG
Щелкните здесь, чтобы выбрать червячную передачу
KWG
Шлифованные червячные валы
Модуль: 0,5–6
Количество пусков: 9CM010 Закалка 1–2
Покрытие зубьев : Шлифованные зубья
Сорт : KHK W001 2
Червяки с валами, которые были отпущены, закалены и отшлифованы, что обеспечивает превосходную точность, прочность и стойкость к истиранию.
Вторичные операции можно делать, кроме зубов.
Сопряженная червячная передача: Модуль AG 0,5–1,5, AGF
Нажмите здесь, чтобы выбрать червячную передачу
Модуль: 1,5–4
Число пусков: 1
Материал: SCM440 обработка : Шлифованные зубья
Сорт : KHK W001 1
Двойные червяки (с валами), подвергнутые отпуску, закалке и шлифовке, обладающие превосходной точностью, прочностью и устойчивостью к истиранию.
Вторичные операции можно делать, кроме зубов.
Перемещение в осевом направлении отрегулирует люфт.
Сопряженная червячная передача: AGDL
Нажмите здесь, чтобы выбрать червячную передачу. Нажмите здесь, чтобы выбрать червячную направляющую. Закалка : Нет
Покрытие зуба : Шлифованное (нешлифованное)
Сорт : KHK W002 4
Червячные колеса из фосфористой бронзы с отличной износостойкостью.
Используется в сочетании с SW и SUW.
Сопряженный червяк: SW, SUW
Нажмите здесь, чтобы выбрать червячные передачи
CG
Червячные колеса из серого чугуна
Модуль: 1–6 : Режущий (нешлифованный)
Класс : KHK W002 4
Чугунные червячные колеса, недорогие и подходят для легких нагрузок.
Используется в сочетании с SW и SUW.
Ответный червяк: SW, SUW
Щелкните здесь, чтобы выбрать червячные передачи
PG
Пластиковые червячные колеса
Модуль: 1 – 3
Передаточное отношение: 10 – 50 : KHK W002 5 эквивалент
Червячные колеса из нейлона MC. Можно использовать без смазки.
Используется в сочетании с SW и SUW.
Сопряженный червяк: SW, SUW
Нажмите здесь, чтобы выбрать червячные передачи
DG
Пластиковые червячные колеса
Модуль : 0,5 – 0,8
Передаточное число : 10 – 60
Материал : Полиацеталь
Закалка : Нет
Покрытие зубьев : Зубья (нешлифованные)
Сорт : KHK W002 5
Червячные колеса из полиацеталя.
Используется в сочетании с SW и SUW.
Сопряженный червяк: SW, SUW
Нажмите здесь, чтобы выбрать червячные передачи
AG
Червячные колеса
Модуль: 1–6 отделка : Cut (без шлифовки)
Сорт: KHK W002 2
Червячные колеса из алюминиевой бронзы с хорошим балансом между обрабатываемостью и износостойкостью.
Используется в сочетании с SWG.
Сопряженный червяк: SWG
Нажмите здесь, чтобы выбрать червячную передачуНажмите здесь, чтобы выбрать серию E для AG
AG
Червячные колеса
Модуль: 0,5 – 1,5
Передаточное число: 70 C1AC 12 Материал: 10 – 60
Закалка : Нет
Покрытие зуба : Зубчатый (нешлифованный)
Сплав : KHK W002 2
Изготовлен из алюминиевой бронзы, обладает отличной износостойкостью. Широкий выбор доступен для этого пункта.
Сопряженный червяк: KWG
Нажмите здесь, чтобы выбрать червячные передачи
AGF
Червячные колеса
Модуль: 2–6
Передаточное число: 10–60 Резка (нешлифованная)
Сорт: KHK W002 2
Червячные колеса из алюминиевой бронзы с хорошим балансом между обрабатываемостью и износостойкостью.
Используется в сочетании с KWG.
Сопряженный червяк: KWG
Нажмите здесь, чтобы выбрать червячную передачуНажмите здесь, чтобы выбрать серию E для AGF
AGDL
Дуплексные червячные колеса
Модуль: 1,5–4
Передаточное отношение: 7BCAl20–612 : 900AC2 Материал) (CAl20–612 : 900AC2)
Закалка : Нет
Поверхность зуба : Обработка (нешлифованная)
Сорт : KHK W002 1
Дуплексные червячные колеса из алюминиевой бронзы с превосходной точностью и хорошим балансом между обрабатываемостью и износостойкостью.
Используется в сочетании с KWGDL или KWGDLS.
Сопряженный червяк: KWGDL, KWGDLS
Нажмите здесь, чтобы выбрать червячную передачу. Нажмите здесь, чтобы перейти к руководству по червячной передаче. Нажмите здесь, чтобы перейти к серии E для AGDL. Вы можете проверить комбинации стандартных червяков и червячных передач KHK в увеличенной таблице.
Червячная передача – компактная конструкция
Эта статья воспроизводится с разрешения.
Масао Кубота, Haguruma Nyumon , Tokyo : Ohmsha, Ltd., 1963.
Червячная передача представляет собой один из типов зубчатых передач, в котором два вала расположены под прямым или почти прямым углом и не пересекаются. Есть один или несколько зубьев, которые имеют форму винта, в результате чего шестерня выглядит как червяк. Сопряженная шестерня называется червячным колесом; вместе они называются червяком и червячным колесом или просто червячной передачей (устройство червячной передачи).
Как показано на рис. 6.1, можно добиться снижения скорости с большим передаточным числом на небольшом пространстве по сравнению с цилиндрическими зубчатыми колесами. Поэтому, когда требуется большое снижение скорости за один быстрый ход, обычной практикой является использование червяка в качестве первичного двигателя. Однако в редких случаях червячное колесо используется в качестве основного двигателя для увеличения скорости.
Рисунок 6.1 Сравнение размеров червячной и цилиндрической шестерни
1. Передаточное отношение 1 : 126
2. 1512 зубьев/диаметр 40 футов
3. 12 зубьев/диаметр 4 фута
Происхождение червячной передачи
9 9 В случае, когда две оси не пересекаются, рассмотрим пару винтовых передач, в которых зубья шестерни уменьшены до одного или нескольких зубьев. Тогда шестерня принимает форму обычного винта, и можно добиться значительного снижения скорости, как показано на рис. 6.2 (а). В этот момент зацепление является точечным контактом и может нести только небольшую нагрузку и имеет тенденцию создавать трение.
Однако, используя червячную фрезу в форме шестерни и вращая фрезу, эквивалентную движению червяка относительно червячного колеса, можно получить зубчатую передачу с линейным контактом. Это обычная червячная передача, показанная на рис. 6.2(b), где маленькая шестерня — это червяк, а большая — червячное колесо.
Рисунок 6.2 Типы червячных передач
(слева) Цилиндрическая червячная и косозубая передача
(в центре) Цилиндрическая червячная и червячная передача
(справа) Червячная и червячная передача в форме песочных часов
Поскольку два вала обычно расположены под прямым углом , остальная часть обсуждения будет сосредоточена на этой конфигурации. Поверхность зуба вышеупомянутой червячной передачи представляет собой огибающую поверхность червяка. Однако, если рассматривать поперечное сечение, перпендикулярное валу червячного колеса, оно становится зацеплением реечной шестерни, в котором поверхность зуба червяка является рейкой, а поверхность зуба червяка — шестерней.
Поперечное сечение, нормальное к валу червячного колеса, включая червячный вал, называется центральным поперечным сечением. Эта поверхность является границей между наступающей и удаляющейся стороной червяка. Как показано на рис. 6.3, ситуация контакта между ними существенно отличается.
Общая касательная в произвольной точке на линии контакта на обеих поверхностях червячного колеса всегда проходит через точку контакта (точку шага) двух шаговых цилиндров и пересекает линию, параллельную валу червячного колеса (линия шага, P1P2 , на рис. 6.4).
Существует множество форм зубьев червяков, но для удобства производства часто используется поверхность закручивания линейного переплетения или приближение к поверхности закручивания линейного переплетения. Обычно это трапеция, основанная на центральном поперечном сечении, поперечном сечении, перпендикулярном зубу или перпендикулярном поперечному сечению корня. Однако есть и другие, такие как эвольвентные червяки, использующие эвольвентные геликоиды, и конволютные червяки, использующие прямую линию, которая пересекает образующую эвольвентного червяка в качестве образующей.
9Рис. 6.3 (Наступающая и отступающая сторона червяка) (Поверхность левого зуба червяка является рабочей поверхностью)
Для увеличения грузоподъемности иногда используются червяки с различной формой зубьев, например, когда центральное поперечное сечение представляет собой дугу окружности. или различные второстепенные кривые. Считайте каждое поперечное сечение параллельным центральному поперечному сечению, а точку шага — границей, отступающая дуга представляет собой более гладкую сетку, чем наступающая дуга, как в зацеплениях прямозубых зубчатых колес. Следовательно, бывают случаи, когда червяк смещается отрицательно (увеличьте аддендум червяка и уменьшите его дедендум), так что большая часть сетки окажется на отступающей дуге (рис. 6.5). В частности, если червяк должен быть сплошным, желательно, чтобы сумма числа зубьев обеих шестерен была больше 40.
Рисунок 6.4 Валы червяка (I) и червячного колеса (II) и делительная линия P1P2 Поверхность шага
3. Центральное сечение
4.
Линия, образующая шаг
5. Линия намотки шага
6. Дуга отступающей стороны
7. Дуга наступающей стороны
8. Вращение червяка
9. Вид сверху контактной линии на червяке
10 .Область создания сетки
11. Старт
12. Концевой
Ход на правой и левой зубчатых поверхностях червяков обычно одинаков. Если его изменять, как показано на рис. 6.6, так, чтобы толщина зуба червяка постепенно менялась в направлении вала, то можно регулировать люфт, перемещая червяк в направлении его вала. Это называется двухзаходной червячной передачей (дуплексной червячной передачей) и используется для точного устранения люфта, например, в главной червячной передаче зубофрезерного станка.
Рисунок 6.6 Червячная передача с двумя заходами
(a) Червячная передача с двумя заходами
(b) Центральное сечение червячной передачи с двумя заходами
1. Максимальная величина регулировки ≈ ta
2. Направление регулировки
Количество витков в червяках
Количество витков в червяке — это количество зубьев в червяке.
Передаточное отношение червячной пары и червячной передачи получают путем деления числа зубьев червячной передачи на число витков червяка.
При числе витков червяка, равном единице, при одном обороте червячного вала червячная передача перемещается на один зуб, а при числе витков червяка, равном 2, червячная передача перемещается только на два зуба. Это указывает на то, что набор червячной передачи может обеспечить большое снижение скорости за один шаг. Кстати, когда червь содержит более двух потоков, он называется многопоточным червем.
На фотографии ниже слева показан SW2-R1, стандартный червь KHK, а на фотографии справа показан SW2-R2. Количество потоков SW2-R1 равно одному (красная линия), а количество потоков SW2-R2 равно двум (красная и синяя линии). Для этих двух угол опережения зубов также отличается.
SW2-R1
SW2-R2
При изменении количества витков червяка меняется и соответствующая червячная передача.
В случае стандартных зубчатых колес KHK, двухзаходный SW2-R2, например, нельзя использовать с CG2-50R1, который должен соответствовать однозаходному червяку. Кроме того, в качестве набора червячных передач есть правая и левая резьбы, так что, например, червяк с правой и левой резьбой нельзя использовать вместе.
Между прочим, приведенная ниже комбинация одинарной резьбы обеспечивает коэффициент снижения скорости 50, а комбинация двойной резьбы дает коэффициент снижения скорости 25. ниже кратко описано, как использовать дуплексные червячные передачи.
Чтобы отрегулировать люфт червячной передачи или уменьшить увеличенный люфт из-за износа, очень сложно изменить межосевое расстояние между червячной передачей и червяком без возможной серьезной модификации конструкции. Дуплексная червячная передача была разработана для решения этой проблемы и подходит для применений, где требуется высокая точность с малым люфтом. В этой системе сторона червячной передачи имеет такую же толщину зуба по окружности, как и другие цилиндрические шестерни, но на стороне червяка для противоположной поверхности зуба используются разные ходы, что приводит к постоянному изменению толщины зуба.
После того, как межосевое расстояние зафиксировано, фактическая регулировка люфта выполняется путем перемещения червяка в осевом направлении с помощью прокладок или винтов. Стандартные дуплексные червячные передачи KHK рассчитаны на изменение люфта на 0,02 мм при осевом перемещении червяка на 1 мм. Во всех случаях мы не рекомендуем нулевой люфт, так как необходимо поддерживать определенный уровень люфта, чтобы не допустить разрыва масляной пленки.
Принцип самоблокировки червячных передач
Самоблокировка означает невозможность привода червяка с помощью червячного колеса, и эта функция используется в таких вещах, как системы предотвращения реверса и механизмы наматывания.
Склонность червячной передачи к самоблокировке увеличивается по мере уменьшения угла опережения (самоблокировка становится легче).
Чем больше угол опережения, тем меньше самоблокировка.
Число витков червяка
При одинаковых модулях и шагах червяков угол подъема становится больше по мере увеличения числа витков, т.
е. при меньшем числе витков самостопориться легче.
Делительный диаметр червяка
При одинаковых модулях червяков и количестве витков угол подъема становится меньше по мере увеличения делительного диаметра, т. е. при большем делительном диаметре самостопориться легче.
Когда угол опережения мал
Поскольку сила, показанная красной стрелкой, мала, сила поворота
При большом угле опережения
Поскольку сила, показанная красной стрелкой, велика, сила поворота больше коэффициента трения, самоблокировка не происходит.
Другие
ШВП имеют малый коэффициент трения из-за контакта качения на винте.
Несмотря на то, что сила, показанная красной стрелкой, мала, сила вращения больше коэффициента трения, а самоблокировка отсутствует.
Проблемные области самоблокирующегося
Поскольку самоблокирующийся механизм зависит от коэффициента трения, ему не хватает стабильности.
- Даже при одинаковом угле подъема затруднена самоблокировка материалов с малым коэффициентом трения (μ)
Пример:
Комбинация материалов/коэффициент трения
железо и железо/около 0,3
Комбинация материалов/коэффициент трения
железо и алюминий бронза/около 0,2
Комбинация материалов/коэффициент трения
железо и бронза / около 0,15 - Коэффициент трения изменяется со скоростью
В неподвижном состоянии статическое трение высокое, но по мере увеличения скорости оно становится динамическим трением, и коэффициент трения уменьшается. При наличии вибрации возможно обратное вращение. - Коэффициент трения меньше при низкой шероховатости поверхности
Трудно самостопориться шлифовальными червяками.
При наличии вибрации возможно обратное вращение.Червячная передача «Песочные часы»
Эта статья воспроизводится с разрешения.
Masao Kubota, Haguruma Nyumon , Tokyo: Ohmsha, Ltd., 1963.
Существуют специальные типы червячных передач, делительная поверхность которых достигается за счет вращающейся дуги, которая соответствует части, ближайшей к червяку делительной окружности вокруг червячного вала в центральной секции (см. рис. 6.2(в)), таким образом, формируя профиль зуба червячной передачи в центральной части, формируя выемку с помощью фрезы, соответствующей профилю зуба, затем формируя зубья червячной передачи с помощью фрезы. чей профиль зуба такой же, как у нижней части, или путем обеспечения нижней части червячной передачи и изготовления червяка с помощью фрезы, подходящей для нижней части. Червяк Хиндли или конический червяк соответствуют первому и имеют прямолинейный профиль зубьев в центральной части, как на рис.
6.9., в то время как плоская червячная передача соответствует последнему и использует плоскую поверхность в качестве основания червячной передачи. В некоторых червячных передачах используется эвольвентная косозубая передача. Этот тип червячной передачи обычно зацепляется вблизи центральной секции (что касается червяка Хиндли, все зубья червяка постоянно находятся в прямом контакте в центральной секции) и имеет большую грузоподъемность, но требует точной сборки.
Рис. 6.9 Червяк Hindley
Ссылки по теме :
Типы шестерен — Подробное описание типов шестерен
Зубчатая рейка и шестерня — Подробное описание зубчатой рейки и шестерни
Эквивалентные таблицы «Сырье» и «Класс точности зубчатых колес»
蜗杆蜗轮 — 中文页
Что определяет КПД червячной передачи и действительно ли он настолько низок?
Вы здесь: Главная / Часто задаваемые вопросы + основы / От чего зависит КПД червячной передачи и действительно ли он настолько низок?
By Danielle Collins Оставить комментарий
Червячные передачи часто используются из-за их способности обеспечивать очень высокие передаточные числа (и высокое увеличение крутящего момента) в компактной одноступенчатой конструкции. Но традиционное мышление говорит, что эти преимущества достигаются за счет эффективности. Здесь мы рассмотрим факторы, определяющие эффективность червячной передачи, и способы получения преимуществ, которые они обеспечивают, не жертвуя эффективностью.
Червячные передачи представляют собой тип поперечных (непараллельных) передач, то есть они имеют непересекающиеся валы, ориентированные под углом 90 градусов друг к другу. Червяк или вал похож на винт с V-образной резьбой, а шестерня (также называемая червячным колесом) похожа на прямозубую шестерню. Червяк и шестерня изготовлены из разнородных материалов: червяк часто изготавливается из стали, а шестерня обычно из бронзы, хотя могут использоваться и другие комбинации материалов для соответствия конкретным нагрузкам или условиям окружающей среды.
Хотя червячные передачи обычно считаются приводами с низким КПД, производители добились успехов в материалах, методах изготовления и вариантах смазки, что привело к повышению эффективности.
Изображение предоставлено: Nord Drivesystems
В отличие от других зубчатых колес, которые в основном испытывают контакт качения в виде зацепления зубьев, в зацеплении червячной передачи преобладает трение скольжения между зубьями шестерни и червяком. Это трение скольжения вызывает значительное выделение тепла и, вообще говоря, приводит к более низкой эффективности, чем другие конструкции редукторов. А по мере увеличения передаточного отношения угол опережения уменьшается. Этот меньший угол опережения означает больший контакт поверхности между зубьями шестерни и червяком и, в свою очередь, более высокое трение и более низкую эффективность.
Трение скольжения в червячных передачах также вызывает отталкивание смазки между компонентами зацепления, поэтому зубчатая передача работает в основном в условиях граничной смазки или граничного трения.
Из-за этих условий червячные передачи обычно смазывают составными маслами или синтетическими смазками. Помимо высокой вязкости, смазочные материалы для червячных передач должны выдерживать высокие рабочие температуры и давление и быть совместимыми с мягкими металлами (или, в некоторых случаях, полимерами), используемыми для червячных передач.
По мере увеличения передаточного отношения угол опережения червячной передачи увеличивается, что означает увеличение площади контакта между шестерней и валом, что, в свою очередь, увеличивает трение и нагрев и снижает эффективность.
Изображение предоставлено: HBD/Winsmith, Inc.
Другими факторами, снижающими эффективность червячных передач, являются потери на трение из-за подшипников и уплотнений вала. Один из способов уменьшить эти потери — особенно когда требуются высокие передаточные числа — это объединить червячную передачу с косозубой. В этой конструкции косозубая передача обеспечивает начальное, меньшее передаточное отношение, а червячная передача обеспечивает оставшуюся часть необходимого уменьшения.