Червячное зубчатое колесо

колесо червячное

Червячные зубчатые передачи – эффективные элементы в различных конструкциях современного оборудования, узлов и механизмов. Используют их в создании от точных приборов до энергоустановок, транспортных средств. Элементы передачи – зубчатое колесо и специальный шпиндель. Применяется узел для распределения вращательного движения между осями валов. Передача позволяет изменять вращение на поступательное движение. Преобразовывать крутящий момент и обороты шпинделей в более эффективные для работы оборудования. Основной элемент в таких узлах червячная шестеренка имеющая различные конфигурации.

контактная форма
червячное колесо основные данные

Основные данные

Червячное зубчатое колесо является главной деталью передачи. Представляет собой диск конической, цилиндрической формы с расположенными на верхней его плоскости зубьями. При помощи последних во время вращения выполняется зацепление зубчатого колеса с червяком, что позволяет переносить вращательный момент от вала с шестерней на другой шпиндель.

Зубья одного элемента толкают аналоги на другом, которые приводят в действие свою ось. Вал, на котором находится червяк, начинает совершать вращение, передавать движение к другим элементам конструкции. Прибор или установка начинают функционировать и выполнять свои задачи.

Конструкция

Колеса с зубьями конструкционно могут представлять собой следующие формы:

  • диск;
  • обод со спицами, крепящимися к расположенной в центре него втулке;
  • цельный цилиндр.

По внешнему периметру в различном количестве, в зависимости от диаметра червячного колеса, сделаны выемки. Конфигурация наружной поверхности напоминает форму зубов, поэтому и получила название зубчатое колесо. Параметры червячных передач указаны нормами по ГОСТ 2144-76

Назначение зуборезных работ: виды, описание

Внутри шестерни, строго по центру находится отверстие, предназначенное для крепления колеса к рабочему валу. Для создания надежного сцепления между ними предусмотрена специальная выемка для крепежной шпильки. Она же позволяет при износе зубьев быстро сменить вышедшую из строя шестерню на новую.

Чертежи конструкции зубчатое колесо бывают нередко довольно сложными. В них могут быть следующие элементы:

  • отверстие для вала;
  • ступица;
  • шпоночный паз;
  • диск;
  • обод;
  • ножка зуба;
  • зуб;
  • головка зуба;
  • образующая делительного цилиндра;
  • окружность впадин;
  • делительная окружность;
  • окружность зубьев.

Варианты конструкций могут быть самые разнообразные. Производители изготавливают шестерни для червячных передач различных типов. Но во всех модификациях выделяют три основных компонента. Первый, зубчатый венец, являющийся главным элементом, на который приходится вся нагрузка при работе. Второй компонент – расположенная в центре диска ступица, со сквозным отверстием для крепления вала. Форма последнего может быть следующих видов:

  • цилиндрическая;
  • квадратная;
  • многоугольная.

Третьим общим компонентом для зубчатых колес является диск. С целью экономии металла при производстве изделий у него толщина меньше, чем у обода, ступицы. Нередко в диске сделаны с той же целью отверстия, различного диаметра, форм.

Материалы изготовления

червячное колесо из бронзы

Редукторная червячная передача имеет характерное для нее повышенное заедание, износ рабочих поверхностей. Это происходит из-за неблагоприятных условий функционирования узла. В следствии не образования масляного клина в точке полюса зацепления. Для повышения износостойкости, исключения заедания конструкции изготавливают из металлов с высокими антифрикционными свойствами.

В производстве червячных колес используют следующие сплавы:

  • высоко-, мало-оловянистую бронзу;
  • мягкие серые чугуны;
  • латунь;
  • безоловьянистую бронзу.

Из расчета экономии металла червячное колесо конструируют составным. Венец выполняют из латуни или бронзы. Центральную часть шестерни из стали, чугуна. Конструкции могут быть следующих видов:

  • бандажированные;
  • выполненные на болтах;
  • биметаллические.

В первом случае бронзовый венец с натягом устанавливается на центр колеса. Дополнительно закрепляется винтами, от 3 до 8 штук.  В болтовой конструкции у венца имеется фланец с отверстиями. В них без зазора устанавливаются от 4 до 8 призонных болтов для крепления к центру колеса. В серийном производстве чаще используют биметаллический способ изготовления шестерней. В форму предварительно устанавливается центр колеса, а затем заливается расплавленный металл. Подбирают материал венца для червячного колеса в зависимости от условий эксплуатации, необходимой износоустойчивости изделия. Бронза стоит дороже стали, поэтому полностью из нее делают комплектующие размером до 16 сантиметров.

Классификация

Зубчатые колеса червячных передач подразделяются на разновидности по следующим признакам:

  • направление витка передачи, правые или левые;
  • конфигурация нити червяка: конволютные, архимедовы, нелинейные;
  • форма наружной поверхности: глобоидные и цилиндрические;
  • профиль зуба: прямые, роликовые, вогнутые;
  • расположение червяка по отношению к колесу: нижние, боковые, верхние;
  • тип зуба: полные с непрерывным вращением, зубчатые секторные.

При вогнутой поверхности у ведущих элементов узла возрастает количество в одновременном зацеплении зубьев. Это повышает мощность, КПД червячной передачи. Глобоидные модификации сложны в изготовлении. При вогнутой наружной плоскости витки строго одинаковой высоты. Для скоростных передач оптимально верхнее размещение червяка. При необходимости компактного узла рациональным станет боковое положение. Если в устройстве картерный метод смазки, то для оборудования наиболее подходящая передача с нижним размещением червяка в узле.

Достоинства и недостатки

достоинства и недостатки червячных колес

В сравнении с аналогами, имеющими другие конструкционные исполнения по действию, червячные зубчатые колеса более популярны. Узлы передачи выдают более высокий крутящий момент. При движении резьба червяка передвигается вдоль оси, что подталкивает и направляет зубы колеса в нужном направлении.

Основные достоинства зубчатых червячных колес следующие:

  • компактные размеры, удобная сборка;
  • высокий уровень передаточных чисел, 8-80, иногда до 100;
  • бесшумная работа узла;
  • плавный ход;
  • система самоторможения.

Высокий уровень передаточных чисел позволяет увеличивать возможности снижения частоты вращения, возрастания крутящего момента. В узле колеса обеспечивают высокий уровень сцепления, что исключает шумы.

Пара червяк и червячное колесо обладает плавным ходом, способна вращаться в обеих направлениях. Позволяет производить наиболее плавное торможение при работе. При остановке движения передачи система самоторможения производит замедление скорости ведущего вала до полного стопа.

К недостаткам червячных зубчатых колес в редукторах относят следующие минусы:

  • высокое трение вызывающее низкий КПД из-за повышенных параметров передаточного соотношения, энергетические потери;
  • при избытке кинетической энергии и невозможности ее полной передачи возникает перегрев узла;
  • заметный люфт выходных валов, возрастающий при интенсивной эксплуатации;
  • относительно недолгий срок эксплуатации, в среднем до 10 тыс. часов.

Применение

Используют цилиндрическое червячное колесо в редукторах, механизмах и оборудовании, где небольшие скорости. Основные области применения:

  • производство червячных редукторов;
  • на различных типах лебедок;
  • в грузоподъемных механизмах;
  • в пассажирских, грузовых лифтах;
  • в механизмах управляющих рулем;
  • производство корректировки в станках с ЧПУ;
  • в качестве доводчиков рабочих инструментов в различном оборудовании;
  • сфера приборостроения.

Изделия обеспечивают высокую точность перемещения, могут само-тормозиться. Червячный механизм с зубчатым колесом, при своих компактных размерах, может заменить редуктор с несколькими ступенями. Передаточное число достигает значения 100 и выше. В процессе работы узел требует интенсивного охлаждения, смазки для предотвращения перегрева, выхода из строя.

Технология нарезки червячных зубчатых колес

изготовление червячного колеса

Модель червячных шестерней создается в процессе проектирования изделия. Исходя из схемы можно определить метод нарезки:

  • торцевой;
  • подача фрезы снизу.

Торцевое нарезание червячных колес требует инструмента полностью аналогичного червяку. Устройство позволяет вести обработку с высокой точностью. Вставлять фрезу снизу сложно. Нужно чтобы ее положение относительно вала точно соответствовало червяку.

На венце нарезка зубьев выполняется фрезами, имеющими наружный диаметр одинаковый с червяком. Инструмент повторяет форму ведущего элемента, но линия не непрерывная, вместо нее ряды резцов.

По конфигурации режущая пластина должна точно повторять резьбовую нитку, при этом она должна быть шире на величину зазора. В итоге форма червячного колеса высокоточно аналогична форме резьбы. Ее впадины полностью совпадают с выступами нитей.

Выставление фрезы выполняется в осевой плоскости червяка с прикосновением к поверхности изделия. Вращение зубчатого венца происходит вокруг собственного вала или вертикальной оправки. Это обеспечивает тангенциальную подачу внешней поверхности по оси резца.

Нарезка червячных зубчатых колес выполняется в синхронном передвижении детали и инструмента, оборачивающихся вокруг собственных осей. Скорость вращения устанавливается передаточным числом. Каждый оборот венца подвигает его ближе к крутящейся фрезе.

Режущий инструмент подают как сверху, так и снизу. На практике предпочтение отдают радиальной нарезке. Метод самый удобный и высокоточный.

Ремонтная нарезка выполняется при необходимости сделать одну деталь для замены в редукторе. В мастерских не всегда можно найти фрезу необходимого диаметра. При применении большего инструмента прилегание станет хуже, уменьшится пятно контакта. Нарезка фрезой меньшего диаметра увеличит нагрузку на верхнюю часть нити. В обоих случаях отремонтированное таким образом колесо будет иметь высокий износ, трение. КПД при этом также упадет. Поэтому выполнять нарезку необходимо резцами с точно совпадающим диаметром.

Почему вам стоит обращаться в нашу компанию

Наша компания работает на своих станочных мощностях, что позволяет выполнять работы не только быстрее посредников, но и с более выгодными условиями на изготовление червячных зубчатых колес.

Работаем с любыми видами стали:

  • Черные виды сталей;
  • Цветные стали;
  • Нержавеющие стали;
  • Чугун.

Мы оказываем полный спектр услуг по металлообработке на современном, точном оборудовании с помощью качественного режущего инструмента, что позволяет нашим специалистам получать максимальной точности детали с чертежом заказчика.

Наши специалисты отдела металлообработки готовы принять заказы, обсудить с заказчиком все нюансы и пожелания, рассчитать заявку по срокам и стоимости изготовления в течение одного рабочего дня. Механическую обработку металла можно заказать на сайте https://metall-servise.ru/

    Отправляйте заявку для расчета





    - Я не робот

    Об авторе admin

    Металлообработчик
    Запись опубликована в рубрике Детали из металла. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *