Transmisia angrenajului de viermi este o formă specială de transmisie a angrenajului, constând dintr -un vierme și o roată de vierme, utilizată pentru transmiterea a doi arbori care se intersectează (de obicei 90 de grade). Principalele sale caracteristici sunt:
Raport de transmisie mare (single - etapa I=5 ~ 100, sau chiar mai mare)
Transmisie stabilă cu zgomot redus
Proprietate de auto -blocare (viermele poate fi auto -blocată în anumite condiții pentru a împiedica roata de vierme să fie condusă invers)
Eficiență scăzută (de obicei 30%~ 90%, în funcție de unghiul de lubrifiere și helix)
Datorită principiului său unic de lucru, transmisia angrenajului de viermi este utilizată pe scară largă în mecanismele de reducere, echipamentele de ridicare, dispozitivele de indexare a mașinilor și alte câmpuri.
Principiul de lucru al vitezei de viermi
2.1 Principiul transmisiei de bază
Transmisia angrenajului de viermi este similară cu transmisia elicoidală a angrenajului, dar viermele este similar cu un șurub, iar roata de vierme este similară cu un angrenaj elicoidal. Modul lor de plasare este următorul: Când viermele se rotește, dinții elicoidali împing dinții roții de vierme pentru a face mișcare circulară. Deoarece unghiul de helix al viermului este mare, iar numărul de dinți ai roții de vierme este mare, se poate obține un raport mare de reducere.
2.2 Caracteristici de transmisie
Relația de mișcare: Raportul dintre viteza de rotație a viermului (n₁) și viteza de rotație a roții de vierme (n₂) este raportul de transmisie: i=n₁/n₂=z₂/z₁, unde z₁ este numărul de cape de vierme (de obicei 1 ~ 4) și z₂ este numărul de dinți ai roții de vierme. Pentru un singur vierme cu cap (z₁=1), raportul de transmisie este cel mai mare, dar eficiența este scăzută; Pentru un vierme multi -cap (z₁=2 ~ 4), eficiența poate fi îmbunătățită, dar raportul de reducere este redus.
Direcția de rotație a viermului:
Dreapta - viermi cu mâna: Folosiți regula dreaptă - mâna. Țineți viermele cu mâna dreaptă și îndreptați cele patru degete în direcția rotației viermului. Apoi, degetul mare indică direcția de viteză liniară a roții de vierme din punctul de plasare.
Stânga - viermi înmânate: Folosiți regula stângă - mâna. Țineți viermele cu mâna stângă și îndreptați cele patru degete în direcția rotației viermului. Apoi, degetul mare indică direcția de viteză liniară a roții de vierme din punctul de plasare.
Self - Blocarea proprietății: Când unghiul de helix () al viermului este mai mic decât unghiul de frecare echivalent (φ), transmisia are proprietatea de blocare auto, adică roata de vierme nu poate conduce viermele invers. Proprietatea de auto -blocare este adesea folosită în mecanismele de ridicare, platformele de ridicare și alte ocazii care trebuie să prevină rotirea inversă.
Eficienţă: Eficiența transmisiei de viteze a viermilor este scăzută, în principal datorită pierderii de frecare glisante: η=tan ( + ϕ) / bronz, unde este unghiul de plumb al viermului și φ este unghiul de frecare.
Proiectarea uneltelor de viermi
3.1 Parametrii principali
Modul (M): O serie de module standardizate (cum ar fi 1, 1,25, 1,5, 2, 2,5, 3 ...).
Numărul de capete de vierme (z₁): Viermele unic - cap (z₁=1) este utilizat pentru un raport mare de reducere, iar viermele multi -cap (z₁=2 ~ 4) este utilizat pentru transmisia de înaltă eficiență.
Numărul de dinți ai roții de vierme (Z₂): De obicei z₂=30 ~ 80. Prea puțini dinți sunt ușor de provocat subcotarea și prea mulți dinți vor duce la un volum prea mare.
Distanța centrală (A): Afectează dimensiunea transmisiei. Formula de calcul este: a=m (z₂ + q)/2, unde q este coeficientul de diametru al viermilor (q=d₁/m).
Helix Angle (): Afectează eficiența transmisiei, în general=3 grad ~ 25 grade.
| Modul | Diametrul cercului index | Coeficientul diametrului viermilor |
|---|---|---|
| m | d₁ | q |
| 1.25 | 20 | 16 |
| 22.4 | 17.92 | - |
| 1.6 | 20 | 12.5 |
| 28 | 17.5 | - |
| 2 | 22.4 | 11.2 |
| 35.5 | 17.75 | - |
| 2.5 | 28 | 11.2 |
| 45 | 18 | - |
| 3.15 | 35.5 | 11.27 |
| 56 | 17.778 | - |
| 4 | 40 | 10 |
| 71 | 17.75 | - |
| 5 | 50 | 10 |
| 90 | 18 | - |
| 6.3 | 63 | 10 |
| 112 | 17.778 | - |
| 8 | 80 | 10 |
| 140 | 17.5 | - |
| 10 | 90 | - |
| 160 | - | - |
3.2 Calcul geometric
Formulele de calcul de calcul ale dimensiunii geometrice de bază pentru transmisia cilindrică a viermilor sunt următoarele:
| Element de calcul | Simbol | Formula | Rezultatul calculului | Observații | |
|---|---|---|---|---|---|
| Distanța centrală | A | A=0.5 m (zz + q + 2) | 175.00 | - | |
| Modul | Mdu | Mdu=2 a/(22 + q + 2) | 3.15 | - | |
| Unghiul de presiune al secțiunii axiale | a | A=20 grad | 20.00 | - | |
| Raport de transmisie | i | i = Z2/Z1 = n1/n2 | 97.00 | - | |
| Coeficient de modificare | S | = (a/mdu) - 0.5 (q + z2) | 2.06 | - | |
| Clearance radial | C | C=0.25 mdu | 0.79 | - | |
| - | Numărul de capete | Z1 | Z1 = 1, 2, 4 | 1.00 | - |
| - | Coeficient caracteristic | q | Q=dfe1/mdu | 10.00 | - |
| - | Înălțimea addendumului | HDI | HDI=MDU | 3.15 | - |
| - | Înălțimea dedendumului | Hg | hg=1.25 mdu | 3.94 | - |
| Vierme | Diametrul cercului index | DTE1 | Dfel=qmdu | 31.50 | - |
| - | Diametrul cercului de pas | DJE1 | DJE 1=dfel + 2 mdu 5=mdu (q + 25) | 44.45 | - |
| - | Diametrul cercului vârfului | Ddi1 | Ddi 1=mdu (q + 2) | 37.80 | - |
| Diametrul cercului de rădăcină | DG1 | Dg 1=mdu (q - 2.5) | 23.63 | - | |
| Index Circle Helix Unghiul de plumb | 入 | 入=arctgz1/q | 0.10 | - | |
| Modul normal | MF | mf=mducos 入 | 3.13 | - | |
| Lungimea helixului | L☆ | L=(12 + 0.1 z2) mdu | 68.36 | Z1 = 1, 2 | |
| - | - | L=(13 + 0.1 z2) mdu | 71.51 | Z1 = 4 | |
| Secțiune axială | P | P=πmdu | 9.90 | - | |
| Helix Lead | Pz | Pz=πmduz1 | 9.90 | - | |
| Grosimea axială a dinților pe cilindrul index al firului | SZ1 | Sz 1=0.45 mdu | 97.00 | - | |
| Grosimea normală a dinților pe cilindrul index al firului | SF1 | Sfl=szlcos 入 | 96.52 | - | |
| Înălțimea măsurării grosimii dinților | h~ | H ~=mdu | 3.15 | - | |
| Numărul de dinți | Z2 | Z 2=IZ1 | 97.00 | - | |
| Roată de vierme | Diametrul cercului index | Die2 | Dfe 2=mduz2 | 305.55 | - |
| - | Diametrul cercului de pas | DJE2 | DJE 2=dfe 2=mduz2 | 305.55 | - |
| - | Diametrul cercului de rădăcină | DG2 | Dg 2=2 (a - 0.5 ddi 1 - 0.25 mdu) | 310.63 | - |
| - | Diametrul cercului vârfului | Ddi2 | Ddi 2=2 (a - 0.5 dfel + mdu) | 324.80 | - |
| - | Diametrul maxim al cercului exterior | DW2 | Dw 2=ddi 2 + mdu | 327.95 | - |
| - | Lățimea jantei | b | B=0.65 ddi1 | 24.57 | - |
| - | Raza arcului addendum | R1 | R 1=0.5 dfel - mdu | 12.60 | - |
| - | Dedendum Arc RADIUS | R2 | R 1=0.5 ddi 1 + 0.25 mdu | 19.69 | - |
3.3 Calculul puterii
Suprafața dinților roții de vierme Contactați rezistența oboselii (pentru a preveni implicarea): σh=zevy kat2 mai mic sau egal cu [σh], unde (ze) este coeficientul elastic material, (ka) este coeficientul de condiție de lucru (1,0 ~ 1,5) și (t2) este cuplul roții de vierme.
Rădăcina roților de vierme de îndoire a oboselii (pentru a preveni fractura): σ=1 / (did2m) × 1.53Kat2 yfa2 y mai mic sau egal cu [σf], unde (yfa2) este coeficientul profilului dinților și (y) este coeficientul unghiului de helix.
Calculul echilibrului termic (pentru a preveni supraîncălzirea): PLOSS=p₁ (1 - η) mai mic sau egal cu kaΔt, unde (p1) este puterea de intrare, (k) este coeficientul de disipare a căldurii, (a) este zona de disipare a căldurii și (ΔT) este creșterea temperaturii admise (de obicei mai puțin decât egală cu 60 de grade).
Prelucrarea uneltelor de viermi
4.1 Prelucrarea viermilor
Turnarea: potrivită pentru producția mică - lot.
Frezarea: potrivită pentru viermi multi -cap.
Măcinare: utilizat pentru viermi de înaltă precizie (cum ar fi măcinarea cu vierme CNC).
4.2 Procesarea roții de vierme
Hobbing: procesat cu vierme - ca plite.
Fly - Tăiere tăietoare: Potrivit pentru roți de vierme mari - modul.
HONING / TRAPPING: Pentru a îmbunătăți finisajul suprafeței dinților.
4.3 Selectarea materialelor
| Parte | Materiale comune | Tratament termic |
|---|---|---|
| Vierme | 45 oțel, 40cr, 20crmnti | Stingerea și temperarea, carburizarea și stingerea |
| Roată de vierme | Bronz de staniu (ZCUSN10P1), bronz din aluminiu (ZCUAL10FE3) | Casting |
Aplicarea vitezei de viermi
5.1 Mașini de ridicare
Troluri, macarale (folosind proprietatea de blocare automată pentru a preveni alunecarea obiectelor grele).
5.2 Reducători industriali
Reducători de viermi (cum ar fi reducătorii RV).
5.3 dispozitive de indexare a mașinilor
Capete de împărțire, tabele rotative (control unghi de precizie).
5.4 Mecanisme de direcție automobile
Unele sisteme mecanice de direcție adoptă transmisia angrenajului de viermi, inclusiv echipamentul de direcție, volanul, arborele de transmisie de direcție, arborele de direcție, brațul de direcție, tija de direcție, articulația universală, articulația de direcție stângă, brațul de direcție, brațul de direcție din dreapta, brațul trapezoidului de direcție etc.
5.5 Alte câmpuri
Mașini de ambalare, echipamente de transport, unități de supapă etc.
5.6 Avantaje și dezavantaje ale transmiterii vitezei de viermi
5.6.1 Avantaje
Raport de transmisie mare și structură compactă.
Funcționare stabilă și zgomot redus.
Proprietate de auto -blocare (în condiții specifice).
Potrivit pentru ocazii cu spațiu limitat.
5.6.2 Dezavantaje
Eficiență scăzută (în special pentru viermi cu un singur cap).
Generarea severă de căldură, necesitând o bună lubrifiere.
Cost ridicat de fabricație (roata de vierme are nevoie de uzură - materiale rezistente).
Rezumat
Transmisia angrenajului de viermi joacă un rol de neînlocuit în mecanismele de reducere, echipamentele de ridicare și alte câmpuri datorită raportului său mare de reducere, proprietății de blocare și a structurii compacte. Deși eficiența sa este scăzută, performanța și durata de viață a serviciilor pot fi îmbunătățite semnificativ prin proiectarea optimizată, selecția materialelor adecvate și metodele de ungere. În viitor, transmisia de viteze de viermi va continua să se dezvolte în direcția de înaltă eficiență, precizie și inteligență.
