Основные геометрические и кинематические характеристики червячных передач
Геометрические расчеты червячных передач аналогичны расчетам зубчатых передач (рис. 3.4).
 |
| Рис. 3.4. Геометрия червячной передачи |
Основная кинематическая характеристика червячной передачи – передаточное число u:
,
где 
, 
– частоты вращения соответственно червяка и червячного колеса;
, 
– число заходов червяка и число зубьев червячного колеса.
Для червячных редукторов ГОСТ 2144 устанавливает следующие значения передаточных чисел: 8; (9); 10; (11,2); 12,5; (14); 16; (18); 20; (22,4); 25; (28); 31,5; (35,5); 40; (45); 50; (56); 63; (71); 80. Предпочтительными являются числа без скобок.
Число заходов червяка выбирается в зависимости от передаточного числа u; 
– для передач с 
; 
– для передач с 
; 
– для передач с 
.
Число зубьев червячного колеса 
, должно быть больше 28.
Расстояние между одноименными точками соответствующих боковых сторон двух смежных витков червяка, измеренное параллельно оси, называют расчетным шагом червяка p. Для червячного колеса шаг p равен шагу зубьев по дуге делительной окружности.
В качестве основного геометрического параметра вместо шага p применяется модуль m:
.
Значения модулей m, мм, выбирают (по ГОСТ 19672 и ГОСТ 2144) из ряда: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; допускаются модули, равные 1,5; 3; 3,5; 6; 7; 12 и 14.
Коэффициент диаметра червяка q также стандартизирован в целях сокращения номенклатуры зуборезного инструмента:
.
Коэффициент диаметра червяка q рекомендуется выбирать 
. Увеличение q приводит к снижению КПД, а уменьшение – к падению изгибной жесткости червяка. Допустимым считают 
. Окончательно q выбирают из ряда: 8; 10; 12,5; 14; 16; 20.
Делительный диаметр червяка: 
.
Диаметр окружности выступов червяка: 
.
Диаметр окружности впадин червяка: 
.
Длина нарезанной части червяка: 
, где x – коэффициент смещения (см. ниже). Для фрезеруемых и шлифуемых червяков рассчитанную длину 
увеличивают на 25 мм – для 
мм или на 35…40 мм – для 
мм.
Делительный диаметр колеса: 
.
Диаметр окружности выступов колеса: 
.
Диаметр окружности впадин колеса: 
.
Ширина венца червячного колеса: 
, где 
– для =1 и 2; 
– для =4.
Межосевое расстояние: 
.
Для серийных червячных редукторов по ГОСТ 2144 
выбирается из ряда: 40; 50; 63; 80; 100; 125; (140); 160; (180); 200; (225); 250; (280); 315; (355); 400; (450); 500. Предпочтительными являются числа без скобок.
Коэффициент смещения 
, выбирают в пределах 
. Предпочтительно использовать положительные смещения, при которых выше прочность зубьев колеса. Если по расчету 
, то изменяют , m, или q.
Угол подъема винтовой линии червяка:
на делительном цилиндре: 
;
на начальном цилиндре: 
.
Скорость скольжения в зацеплении:
, м/сек.
КПД червячной передачи:
,
где 
– угол трения, определяемый экспериментально с учетом потерь мощности в зацеплении, в опорах и на перемешивание масла. Угол трения зависит от скорости скольжения 
и материалов червяка и червячного колеса.