Конструкция червячного редуктора

Червячная передача представляет собой передачу, у которой ведущее колесо (червяк) выполнено с малым числом зубьев (z₁=1…4), а ведомое червячное колесо имеет большое число зубьев (). Угол скрещивания осей обычно составляет 90⁰. Цилиндрические червяки стандартных редукторов имеют в осевом сечении трапецеидальный профиль, а в торцовом сечении витки червяка могут быть архимедовы (обозначение ZA), конволютные (ZN), и эвольвентные (ZJ). В мелкосерийном производстве, а также в передачах с небольшой мощностью в основном используются архимедовы червяки, имеющие прямолинейный профиль в осевом сечении. Их изготавливают из термически улучшенных сталей (45,50,35ХМ). В крупносерийном производстве (серийно выпускаемые редуктора), а также в передачах с большой мощностью используются эвольвентные червяки, имеющие прямолинейный профиль витка в сечении плоскостью, параллельной осевой, но смещенной на величину радиуса основного цилиндра червяка. Их изготавливают из сталей (40ХН, 45Х, 45 ХЦ, 35 ХМ, 20Х), которые закаливаются до твердости 45….50 HRC с последующим шлифованием.

Червячные колеса имеют зубья дуговой формы, охватывающие часть червяка. Их выполняют из антифрикционных материалов, вследствие того, что в передаче наблюдается высокая скорость скольжения и она склонна к заеданию и износу. При малых скоростях скольжения червячные колеса делаются цельными из чугуна. При средних скоростях скольжения колеса изготавливаются из латуни или бронзы, при высоких – из оловянистой бронзы. Для экономии дорогостоящих цветных металлов червячные колеса изготавливают составными: бронзовый венец напрессовывается на стальную ступицу.

При окружных скоростях червяка до 5 м/с, можно применять любую схему редуктора, приведенную на рис 2. При больших скоростях используется только схема редуктора с верхним расположением червяка (рис. 2,а).

Корпус червячного редуктора обычно выполняется из чугунного литья либо для снижения веса из алюминиевого. В единичном производстве корпуса делаются сварными. Конструкция корпуса должна обеспечивать легкую постановку в него узлов червяк 1 и червячного колеса 2, а также возможность регулировки зацепления (рис. 4). Для удобства сборки и разборки корпус редуктора делают разъемным по горизонтальной плоскости, проходящей через ось вала колеса, т.е. корпус состоит из основания 3 и крышки 4 корпуса. В одноступенчатых редукторах с межосевым расстоянием передачи a_w<240 мм,

корпус допускается делать неразъемным. В таких корпусах для возможности сборки узла червячного колеса, на его боковых стенках делаются отверстия диаметром несколько большим, наибольшего диаметра d_ам2 червячного колеса.

Вал – червяк 5 (рис. 4) и вал червячного колеса 6 устанавливаются на радиально-упорных подшипниках качения 7,8, по одному в каждой опоре. Для увеличения жесткости корпуса и создания лучших условий для крепления привертных крышек 9,10,11 и 12 в местах расположения подшипников предусмотрены крепежные фланцы и ребра жесткости. Для крепления редуктора к плите или раме применяются болты или винты, устанавливаемые в отверстиях 13 фундаментального фланца 14. Для заливки масла и осмотра передачи в верхней части крышки корпуса 4 делается окно, закрываемое крышкой 15, в которую вкручивается ручка отдушника 16, предназначенная для суфлирования полости редуктора с атмосферой (выравнивая давления внутри редуктора с атмосферным). Для слива масла в нижней части основания корпуса 3 предусмотрено резьбовое отверстие, закрываемое пробкой 17.

Рис. 4, а. Червячный редуктор

А-А

Рис. 4, б. Червячный редуктор (сечение А-А)

Контроль за уровнем масла проводится с помощью жезлового маслоуказателя 18, вставляемого в основание корпуса 3. Вместо жезлового маслоуказателя может использоваться круглый, крепящийся к корпусу винтами. Для герметизации корпуса редуктора, а также для защиты подшипников и зацепления от пыли и грязи в подшипниковых крышках 9 и 12 с отверстиями для выхода концов валов червяка и червячного колеса, устанавливаются уплотнения. Для увеличения теплоотдачи и понижения температуры масла, на боковых стенках корпуса (в районе расположения червяка) выполняются ребра. Крышка 4 и основание 3 корпуса редуктора соединяются крепежными болтами 19 и двумя штифтами 1, фиксирующими их правильное относительное положение.

СМАЗКА РЕДУКТОРА

В редукторах для смазывания, а также для защиты от коррозии, охлаждения, очистки передач применяют циркуляционную систему или смазывание погружением колес в масляную ванну. Циркуляционная система смазывания наиболее совершенна. Масло, охлажденное и профильтрованное, непрерывно подводится к трущимся поверхностям. Обычно этот вид смазывания применяют при окружных скоростях зубчатых колес свыше 12,5 м/с или при большом тепловыделении. При невысоких окружных скоростях зубчатых колес (до 12,5 м/с) чаще применяют смазывание погружением колес в масляную ванну, её достоинства – простота и большая надежность. Масло заливают в корпус редуктора так, чтобы колеса были в него погружены. Для уменьшения потерь на перемешивание и разбрызгивание масла быстроходные колеса желательно погружать в масло на меньшую глубину, чем тихоходные. Обычно рекомендуют погружать быстроходные колеса не более чем на двойную высоту зуба, а тихоходные – не более, чем на одну треть радиуса колеса.

При вращении колес масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние поверхности корпуса, откуда стекает в его нижнюю часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, масло покрывает поверхность всех расположенных внутри корпуса деталей, при этом обеспечивается и смазывание подшипников качения.

С течением времени свойства масла ухудшаются, оно загрязняется и его сливают через резьбовое отверстие, закрываемое резьбовой пробкой 3. Дно основания корпуса 4 выполняется с уклоном в сторону резьбовой пробки. Корпус после слива масла промывается и в него заливается свежее масло. Для контроля за уровнем масла в корпусе устанавливается либо жезловый 5, либо круглый маслоуказатель.

Во время работы редуктор нагревается, при этом возможно повышение давления воздуха внутри корпуса, что может привести к просачиванию масла через уплотнения и стыки. Чтобы не происходило выброса масла, внутреннюю полость редуктора делают сообщающейся с внешней средой при помощи отдушин.

Объем масляной ванны для одноступенчатых цилиндрических редукторов определяется из расчета 0,4….0,8 л масла на 1 кВт передаваемой мощности.

Назначение и системы смазки червячных редукторов такие же как и для цилиндрических, т.е. картерная или циркуляционная. Система смазки выбирается в зависимости от скорости червяка. При нижнем расположении червяка масло должно покрывать всю высоту витка. При верхнем расположении червяка, уровень масла должен быть не менее 2m, но не более 1/3 радиуса червячного колеса. Для смазывания зацепления, при нижнем расположении червяка, на нем устанавливаются разбрызгиватели. Масло заливается в этом случае до центра нижнего тела качения подшипника. Подшипники качения смазываются путем разбрызгивания масла. Подшипники можно смазывать консистентной смазкой, но в этом случае в конструкции предусматриваются защитные шайбы от попадания масла из картера редуктора.