Как сделать чертеж червячного колеса

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 08.09.2024

На изображении червячного колеса (рис. 7.2) должны быть указаны:

диаметр вершин зубьев d_a₂;

ширина венца b₂;

данные, определяющие контур венца колеса, например, размеры фаски или радиус закругления торцовых кромок зубьев, радиус выемки поверхности вершин зубьев колеса и т.д.;

расстояние от базового торца до средней торцовой плоскости колеса и, при необходимости, до центра выемки поверхности вершин зубьев колеса;

радиус кривизны переходной кривой зуба r_f₂;

радиус кривизны линии притупления зуба r_k₂, или размеры фаски;

шероховатость боковых поверхностей зубьев.

На чертеже колеса должна быть помещена таблица параметров, состоящая из трех частей, которые должны быть отделены друг от друга сплошными основными линиями:

первая часть – основные данные;

вторая часть – данные для контроля;

третья часть – справочные данные.

Рис.7.2 Пример указания параметров зубчатого венца на чертеже колеса, сопрягаемого с червяком вида ZA (архимедовым червяком)

В первой части таблицы параметров зубчатого венца червячного колеса должны быть приведены (рис. 7.2):

число зубьев z₂; для зубчатого сектора следует указывать число зубьев секторного зубчатого колеса;

коэффициент смещения червяка х;

исходный производящий червяк: для стандартного червяка - ссылкой на соответствующий стандарт;

степень точности и вид сопряжения по нормам бокового зазора по соответствующему стандарту и обозначение этого стандарта.

Вторую часть таблицы параметров венца на чертеже червячного колеса не заполняют.

В третьей части таблицы параметров венца на чертеже червячного колеса должны быть приведены:

межосевое расстояние а_w;

делительный диаметр червячного колеса d₂;

число зубьев сектора;

вид сопряженного червяка;

число витков сопряженного червяка z₁;

обозначение чертежа сопряженного червяка;

при необходимости - прочие справочные данные, например, межосевое расстояние в обработке a₀ и т.д.

Неиспользуемые строки таблицы параметров следует исключать или прочеркивать.

ГОСТ 2.406-76. Правила выполнения чертежей цилиндрических червяков и червячных колес. М.: Изд-во стандартов, 1998.

ГОСТ 3675-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи червячные цилиндрические. Допуски.

ГОСТ 19036-94. Передачи червячные цилиндрические. Исходный червяк и исходный производящий червяк.

ГОСТ 19650-97. Передачи червячные цилиндрические. Расчет геометрических параметров.

ГОСТ Р 50891-96. Редукторы общемашиностроительного применения. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1996. – 27 с.

Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для технических специальностей вузов. М.: Высшая школа, 2001. – 447 с.

Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование: Справочное учебно-методическое пособие – М.: Высшая школа, 2005 – 309 с.

Решетов Д.Н. Детали машин – М.: Машиностроение, 1989 – 496 с.

Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. Учебное пособие – Калининград: Янтарный сказ, 2004 – 454 с.

Шелофаст В.В. Основы проектирования машин – М.: Изд-во АПМ, 2000 – 472 с.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Червячная передача состоит из червячного колеса и червяка. Последний представляет собой винт с одним или несколькими витками (заходами), например с тремя (рис. 9.25), определенного профиля.

Различают передачи с цилиндрическим червяком — делительные поверхности у червяка и колеса цилиндрические (рис. 9.26, а) и глобоидным — делительная поверхность у червяка является частью поверхности тора (рис. 9.26,6), у колеса — цилиндрическая (рис. 9.26, в).

Боковые поверхности витков могут быть линейчатыми (геликоидными) и нелинейчатыми.

Наиболее широко применяют три типа линейчатых цилиндрических червяков: архимедов (ZA), эвольвентный (ZI) и конволютный (ZN).

У архимедова червяка боковые поверхности винтовых витков ограничены архимедовыми геликоидами, их торцовые сечения (торцовый профиль) — спиралями Архимеда (см. рис. 9.25) При их изготовлении направление режущей прямолинейной кромки резца, образующей поверхность, пересекает геометрическую ось червяка под некоторым постоянным углом.

У эвольвентного червяка аналогичные поверхности ограничены эвольвентными (развертывающимися) геликоидами. Их торцовые сечения — эвольвенты окружности (см. рис. 9.25). Направления режущих кромок резцов касательны к винтовым линиям червяка.

У конволютного червяка аналогичные поверхности — конволютные геликоиды. Их торцовые сечения — удлиненные или укороченные эвольвенты (см. рис. 8.10). Направления режущих кромок резцов касательны к цилиндрическим поверхностям, оси которых совпадают с осью червяка.

Осевое сечение витков указанных червяков — равнобочная трапеция с углом 40°. У некорригированных червячных передач aw=0,5(d1+d2), высоты головки зуба колеса и витка червяка равны модулю m=р/pi (см. рис. 9.26), ножек—1,2m.

Делительный диаметр колеса d2, как и у некорригированных цилиндрических и конических зубчатых передач, равен mz2.

Следовательно, диаметр окружности вершин зубьев

da2 = d2 + 2m = m (z2+2), впадин — df2=m(z2—2,4).

Делительный диаметр червяка d1=mq, где q— коэффициент червяка, значения которого приведены в ГОСТ 2144—76*. Диаметр вершин витков червяка da1=d1+2m=m(q+2), впадин df1=m(q-2,4)=d1-2,4m.

Вместо числа зубьев у червяка указывают число витков z1 (заходов), равное 1. 4. В число параметров передачи входит ход витка — p21=pz1=pi*m*z1 и делительный угол подъема линии витка ?=p/pi*d1.

На рабочих чертежах червяков и колес часть параметров помещают на изображениях, часть — в таблицах, аналогичных

указанным на рис. 9.13 и 9.21. Их полное содержание см. в ГОСТ 2.406—76* для цилиндрических червяков и колес и в ГОСТ 2.407—75 — для глобоидных.

На учебных чертежах некоторые графы таблиц оставляют незаполненными или исключают (рис. 9.27 и 9.28). При составлении чертежа (эскиза, см; в п. 10.1) с натуры измеряют возможно точнее da (у колес и глобоидных червяков в среднем сечении), высоту витка или зуба и, принимая h=2,2m, вычисляют модуль. Полученные значения сверяют со стандартными модулями (см. с. 291) и при расхождении принимают ближайшее, используемое в дальнейших расчетах. Измеряют р, подсчитывают z1 и z2.

Делительный диаметр червяка определяют из формулы d1=da1-2m. Зная d1 и т, можно определить q— коэффициент диаметра червяка, который можно использовать для уточнения расчетов, так как он может иметь значения 8; 9; 10; 11,2; 12,5; 14; 16; 18; 20; 25 (ГОСТ 2144—76*).

Угол подъема вычисляют по формуле (с точностью до минут) или определяют измерением его на развертке поверхности цилиндрического червяка, которую легко получить, обернув червяк листом бумаги и оттиснув на нем винтовые линии.

Если чертежи червяка и колеса выполняют при деталировании чертежа общего вида, то он должен содержать соответствующие параметры. При их отсутствии параметры определяют путем обмера соответствующих элементов изображения.

Изображение червяков надо выполнять, как показано на рис. 9.27 и 9.29.

Шероховатость боковых поверхностей зубьев и витков наносят на линиях делительных поверхностей.

Изготовляют червяки и колеса из стали (например, стали 45, 40Х и др.), бронзы (например, БрОЦО5-3-5) и полимеров. Для экономии дорогостоящей бронзы из нее изготовляют только зубчатый венец, укрепляемый тем или иным способом на ступице из чугуна или дешевой стали (рис. 9.30). Такие чертежи оформляют как сборочные.

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.

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

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

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

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:

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

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

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.

Червячная передача оказывается в реальной практике инженера, как ни странно, наиболее часто востребованной, смещая на второй план и зубчатую, и цепную, и ременную передачи. Причинами такого положения дел являются простота и общая итоговая дешевизна изготовления…

…червячной передачи при ее высокой компактности с возможностью получения очень большого передаточного числа, а при необходимости и обеспечения условия самоторможения.

Червячная передача работает плавно и бесшумно. Минусом червячной передачи является низкий КПД и, как следствие, нагревание (иногда достаточно сильное) при работе.

Для изготовления элементов зацепления червячной передачи нужны токарный и зубофрезерный станки. Червяк легко изготовит токарь средней квалификации, а зубофрезеровщику нужно будет нарезать всего одно червячное колесо (при изготовлении зубчатой передачи нужно нарезать шестерню и колесо). В идеале профиль, диаметр, шаг и число заходов червячной фрезы для нарезания зубьев колеса должны быть точно такими же, как и у червяка. То есть — фреза должна быть своеобразной копией червяка.

Для унификации (минимизации номенклатуры) зубонарезного инструмента и повышения взаимозаменяемости червяков и колес значения межосевых расстояний aw и номинальных значений передаточных чисел u червячных передач регламентируются ГОСТ 2144-76, а значения модулей m и коэффициентов диаметра червяка q — ГОСТ 19672–74.

Червяки традиционно изготавливают из закаленной конструкционной стали, а зубчатые венцы колес – чаще всего из бронзы или чугуна.

На рисунке ниже показано сечение червяка и червячного колеса плоскостью проходящей через центр колеса и перпендикулярной оси червяка.

Общие сведения

Основной причиной выхода из строя зубчатых колес является повреждение зубчатых венцов в результате усталостного выкрашивания, износа и поломок зубьев. Наименьшая интенсивность изнашивания в червячной парс обеспечивается, если червяк имеет высокую твердость (Н > 45НЯС), а его рабочие поверхности отполированы. Поэтому для червяков используются стали марок 45, 40Х, 40ХН, 35ХГСА, закаленные до твердости (45-55 )НКС с последующей шлифовкой и полированием.

Широко применяются червяки из сталей 20Х, 12ХНЗА, 18ХГТ и другие, подвергаемые цементации и из сталей 38Х2МЮА, 38Х2Ю и другие, упрочняемые азотированием. В этом случае достигается твердость поверхностей червяка (5(у-6У)НЯС, а финишную обработку производят шлифованием и полированием.

В качестве материалов для изготовления венцов червячных колес червячных передач используются бронзы, латуни и серые чугуны, которые условно делят на три группы:

• группа I — оловянные бронзы;
• группа II — безоловянные бронзы и латуни;
• группа III — серые чугуны (применяют для изготовления малонагруженных или редко работающих передач, в которых габариты и масса не имеют определяющего значения).

Выбор марки материала червячного колеса зависит от скорости скольжения и производится по табл. П.4. Скорость скольжения мм, определяется по эмпирической формуле:

где Г2 — вращающий момент на валу червячного колеса, Н м; п — частота вращения червяка, об/мин.

Программа расчета в Excel червячной передачи

Уважающих труд автора прошу скачать файл после подписки на анонсы статей (подписные формы — в конце статьи и наверху страницы).

Ссылка на скачивание файла программы: raschet-chervyachnoy-peredachi (xls 197KB).

Программа размещена на 6-и листах файла MS Excel.

Пользователь выбирает режим работы передачи, расчетный ресурс, передаточное число, материал червячного колеса, вводит значения частоты вращения червяка и вращающего момента на валу червячного колеса и через мгновение получает выполненный расчет червячной передачи.

По заданным нагрузкам и скоростям рассчитываются геометрические параметры передачи.

В отличие от первого варианта расчета в данном случае пользователь может, задав основные геометрические параметры передачи, определить ее нагрузочную способность – рассчитать максимально допустимый момент на валу червячного колеса.

В данном видео рассмотрен процесс автоматического расчета и построения чертежа червячного колеса с использованием .

В данном видео в относительно краткой и лаконичной форме объясняется порядок конструирования червячного колеса с .

Итак сегодня займемся созданием сборочного червячного колеса по такой схеме который состоит из червя что венца и .

В данном видео вы сможете узнать, как сделать модель зубчатого колеса с помощью программы Компас 3Д V18.

По каждую сторону от данной прямой создайте еще три прямых, проходящих через центр колеса и смещенных между .

Настройка зубофрезерного станка 5к32 - червячные шестерни Gear Cutting Machine Operator looking for a job Поддержать .

Читайте также: