2.2. Червячные редукторы

Червячные редукторы применяются для передачи движения между перекрещивающимися валами. По относительному положению червяка и червячного колеса различают две основные схемы червячных редукторов: с нижним расположением червяка (рис. 2.3, а) и с верхним расположением червяка (рис. 2.3,б).

Анализируя эти схемы, можно отметить, что в первой из них лучше условия смазывания зацепления, во второй - меньшая вероятность попадания в зацепление металлических частиц - продуктов износа. При окружных скоростях червяка до 4...5 м/с следует отдавать предпочтение редукторам с нижним расположением червяка, при больших скоростях сильно возрастают потери на размешивание смазки, поэтому червяк следует располагать над колесом.

Схемы с вертикальным расположением вала колеса или червяка применяют в сравнительно редких случаях, когда это требуется по условиям компоновки привода.

Червячные редукторы характеризуются следующими особенностями:

в результате больших сил, возникающих в зацеплении, опоры червяка воспринимают весьма значительные осевые нагрузки;

вследствие большого трения в зацеплении работа редуктора сопровождается значительным нагревом.

Т и п о р а з м е р редукторов определяется типом и главным параметром тихоходной ступени.

Для цилиндрической и червячной передач главным параметром является межосевое расстояниеa_w, конической –внешний делительный диаметр колеса d_e2, планетарной –радиус водилаR_w, волновой –внутренний диаметр гибкого колесаdв недеформированном состоянии.

И с п о л н е н и е редукторов определяется передаточным числом, вариантом сборки (место расположения и направление выхода быстроходного и тихоходного валов) и формой (цилиндрическая или коническая) концевых участков валов.

Главная энергетическая характеристика редуктора – номинальныйвращающий момент Тна его тихоходном валу при постоянной нагрузке.

Основными параметрами для всех редукторов являются: передаточное число, коэффициент ширины колес, модуль зацепления, углы наклона зубьев, коэффициенты диаметров червяков.

3. Эскизная компоновка редуктора

После определения межосевых расстояний, диаметров, ширины колес и размеров червяков приступают к разработке конструкции редуктора, которая начинается с эскизной компоновки. Компоновку обычно проводят в два этапа. Первый этапслужит для определения расположения деталей передач, расстояния между ними, ориентировочных диаметров ступеней валов. Эти данные необходимы для определения опорных реакций, выбора типа подшипников и схемы их установки.Второй этапкомпоновки имеет целью конструктивно оформить зубчатые колеса, валы, корпус, подшипниковые узлы и подготовить данные для проверки прочности валов и других деталей.

Компоновочный чертеж следует выполнять в соответствии с требованиями ЕСКД в одной проекции (за исключением червячного редуктора, где требуется две проекции) – разрез по осям валов при снятой крышке редуктора; на миллиметровой бумаге желательно в масштабе 1 : 1, тонкими линиями.

3.1. Первый этап эскизной компоновки

3.1.1. Построение колес передачи

В соответствии с результатами проектировочного расчета построение зубчатой цилиндрической передачи (рис. 3.1) начинается с нанесения межосевого расстояния а_, проведения осевых линий окружностей делительных диаметровd₁иd₂, диаметров вершин зубьевd_a1иd_a2, линий, ограничивающих ширину шестерниb₁и колесаb₂. Для этого примерно посередине листа параллельно его длинной стороне проводится горизонтальная осевая линия, затем вертикальные линии – оси валов на расстоянииа_. Вычерчиваются упрощенно шестерня и колесо в виде прямоугольников; длина ступицы колеса равна ширине венца и не выступает за пределы прямоугольника.

Построение конической зубчатой передачи (рис. 3.2) начинается с нанесения двух взаимно перпендикулярных линий. От точки пересечения Оэтих линий откладываются по осям вверх и вниз отрезкиОА, равные 0,5d₁, а вправо и влево отрезки0В, равные 0,5d₂. Через точкиАпроводятся горизонтальные линии, а через точкиВ- вертикальные линии до взаимного пересечения в точкахС. ТочкиСсоединяются с точкойОлиниями, которые представляют собой образующие делительных конусов шестерни и колеса. В точкахСк образующим делительных конусов восстанавливаются перпендикуляры, на которых откладываются высота головкиh_a = m_teи высота ножкиh_f = 1,2m_teзуба. Концы отложенных отрезков соединяются с точкойОлиниями, которые представляют собой образующие конусов вершин и впадин зубьев. Вдоль образующих делительных конусов от точекСпо направлению к точкеОоткладывается ширина зубаbи проводится граница зуба. Толщина венца обода шестерни и колеса назначается одинаковой и равной₀ = 2,5m_te + 2 мм.

Для построения червячной передачи (рис. 3.3) проводятся две параллельные горизонтальные линии на расстоянии а_друг от друга и пересекаются перпендикулярной прямой. Из точки пересеченияО₂- центра червячного колеса - описывается делительная окружность радиусом 0,5d₂. От оси червяка вверх и вниз откладываются отрезки, равные 0,5d_1, перпендикулярно которым проводятся горизонтальные линии. При этом нижняя линия начального диаметра червяка должна быть касательной к делительной окружности колеса. Точка касания - полюс зацепления - обозначается буквойР. Из центраО₂радиусом 0,5d_a2описывается окружность вершин зубьев и радиусом 0,5d_aм2- наибольшая окружность червячного колеса. Такие же действия выполняются с изображением диаметров вершин и впадин червяка, откладываются от оси червяка вверх и вниз отрезки, равные 0,5d_a1и 0,5d_f1. Вдоль оси червяка откладывается длина нарезанной части червяка.

Вторая проекция червячной передачи изображается в следующей последовательности. На продолжении горизонтальных линий, проходящих через центр червячного колеса О₂и оси червяка, проводится перпендикулярная линия. Из точки пересеченияО₁- центра червяка - описываются начальная окружность радиусом, равным 0,5d_1,и окружности вершинd_a1и впадинd_f1радиусами, равными 0,5d_a1и 0,5d_f1соответственно. Затем из центраО₁проводятся дуги, которые устанавливают границы поверхностей вершин зубьев и впадин червячного колеса. При этом следует учесть, что между диаметрамиd_a1вершин витков червяка и впадин зубьевd_f2червячного колеса, а также между диаметрамиd_a2вершин зубьев червячного колеса и впадинd_f1витков червяка должен быть зазорс = 0,2m. Далее по линииO₁O^₂от точкиO^₂вниз на расстоянииO₁O^₂откладывается точкаО^₁,из которой описываются дуги поверхностей вершин и впадин зубьев червячного колеса, как это выполнялось из точкиО₁. Окончательный контур колёса определяется наибольшим диаметромd_am2и шириной колесаb₂.