El principio de funcionamiento y alcance.  El engranaje helicoidal (figura 11.19) se refiere a engranajes con ejes de eje de malla. El ángulo de intersección suele ser de 90 °. El movimiento en engranajes helicoidales se convierte de acuerdo con el principio de un par de tornillos o el principio de un plano inclinado. Un engranaje helicoidal consiste en un tornillo, llamado gusano (Figura 11.20), y un engranaje, llamado rueda helicoidal (Figura 11.22). Cuando el gusano gira alrededor de su eje, sus giros se mueven a lo largo de la superficie cilíndrica que lo forma y la rueda helicoidal gira. El gusano y la rueda helicoidal están hechos cortando dientes con la ayuda de una herramienta especial de espacios en blanco enteros. En el engranaje helicoidal, al igual que en el engranaje, hay diámetros de los cilindros divisores (Figura 11.19): d 1 - diámetro divisorio del gusano, d 2 -  Diámetro del paso de la rueda helicoidal. El punto de tangencia de los diámetros de paso se denomina polo de acoplamiento.

Figura 11.19 - Esquema del engranaje helicoidal.

Ventajas de los engranajes de tornillo sin fin:

1. La posibilidad de obtener una gran relación de transmisión en una etapa. (i= 8 – 200).

2. Operación suave y silenciosa.

3. Compacidad (tamaño pequeño).

4. Frenado (la incapacidad de transferir el par de torsión de la rueda helicoidal al gusano).

5. Las propiedades de amortiguación reducen la vibración de la máquina.

Las desventajas de los engranajes de tornillo sin fin:

1. Fricción considerable en la zona de enganche.

2. Transferencia de calor.

3. Baja eficiencia.

Los engranajes helicoidales se utilizan en dispositivos con potencia limitada (generalmente hasta 50 kW).

Figura 11.20 - Gusanos.

Los engranajes helicoidales se utilizan en los mecanismos de corte y alimentación de las máquinas de corte de engranajes, fresadoras longitudinales, taladradoras profundas, cabrestantes de elevación y tracción, montacargas, mecanismos de elevación de cargas, plumas y torneado de grúas de automóviles y trenes, excavadoras, elevadores, trolebuses y otras máquinas.

Gusanos De acuerdo con la forma de la superficie sobre la cual se corta el hilo, hay gusanos cilíndricos (Figura 11.20, a) y globoides (Figura 11.20, b). La forma del perfil del hilo es recta (Figura 11.21, a) y curvada (Figura 11.21, b) con un perfil en sección axial. Gusanos cilíndricos más utilizados. En los gusanos con un perfil recto en la sección axial en la sección final, las bobinas están delineadas por una espiral arquimediana, por lo que las Arquímedes se llaman gusanos, que es similar a un tornillo trapezoidal.

Los gusanos involuntarios tienen un perfil de involuta en la sección final y, por lo tanto, son similares a las ruedas helicoidales involutas, en las que el número de dientes es igual al número de visitas del gusano. Los principales parámetros geométricos del gusano son: = 20 ° es el ángulo del perfil (en la sección axial para el gusano de Arquímedes y en la sección normal del diente con el corte de un gusano involutivo); p -  el paso de los dientes del gusano y la rueda correspondiente a los círculos de paso del gusano y la rueda; t =módulo axial; z 1. -el número de visitas del gusano; - el coeficiente de diámetro del gusano; - ángulo de elevación de la hélice ; d 1 =qm -diámetro de paso (en lo sucesivo, ver figura 11.21); d a 1 = d 1 + 2m- el diámetro de las proyecciones; d fl = d 1 - 2,4m  - diámetro de un círculo de huecos; b 1 -  La longitud de la parte cortada del gusano, está determinada por la condición de utilizar engranajes simultáneos del mayor número de dientes de la rueda [con z 1  = 1 ... 2 b 1\u003e (11 + 0.06z 2) m  en z 1 = 4 b 1 ≥(12.5 + 0.09z 2) m].

Figura 11.21 - La forma del perfil del hilo del gusano y los principales parámetros geométricos

Significados m  y q  estandarizado

Ruedas helicoidales. Al cortar sin offset (figura 11.22):

d 2= z 2 m  - el diámetro del círculo de paso en la sección principal;

d a 2 = d 2 + 2m -  El diámetro de las proyecciones en la sección principal.

d  f 2   = d 2 - 2,4m  - diámetro de un círculo de huecos en la sección principal;

una w= 0.5 (q + z 2) m -  distancia al centro

En tabla 11.3 tallas. b 2 -ancho de la rueda helicoidal y d aM 2 -  el diámetro de rueda más grande correspondiente al ángulo de la circunferencia del gusano por la rueda 2δ = 100 ° para las transmisiones de potencia:

Tabla 11.3

NotaEl número de dientes de la rueda a partir de la condición de no corte acepta:

Precisión de la fabricación.  Para engranajes helicoidales, el estándar proporciona doce grados de precisión. Para engranajes que requieren alta precisión cinemática, recomiende grados de precisión III, IV, V y VI; para las transmisiones de potencia, recomiende los grados de precisión V, VI, VII, VIII y IX.

Figura 11.22 - Los principales parámetros geométricos de la rueda helicoidal

Relación de engranajes En el engranaje helicoidal, a diferencia del engranaje, las velocidades periféricas v 1y v 2no coinciden (ver. Fig. 11.23). Se dirigen en un ángulo de 90 ° y son de tamaño diferente, los cilindros de división de movimiento relativo no funcionan como engranajes cilíndricos y engranajes cónicos, y se deslizan. Con un giro del gusano, la rueda girará a través de un ángulo que cubre el número de dientes de la rueda, igual al número de golpes de gusano. La rueda dará una vuelta completa a la velocidad del gusano, es decir,

Asi como z 1puede ser igual a 1, 2 o 4 (que no puede estar en la marcha), luego, en un par de gusanos, puede obtener una relación de transmisión grande.

Deslizamiento en engranajes. Al moverse, los giros del gusano se deslizan a lo largo de los dientes de la rueda, como en un par de tornillos. Velocidad de deslizamiento v sdirigido tangencialmente a la hélice del gusano. Como velocidad relativa, es igual a la diferencia geométrica entre las velocidades absolutas del gusano y las ruedas, que son las velocidades periféricas v ly v 2(ver fig. 11.19 y fig. 11.23); o, mientras

La figura 11.23. El esquema para determinar la velocidad de deslizamiento.

¿Dónde está el ángulo de elevación de la hélice de gusano. Asi como< 30°, то в червячной передаче v 2menos v 1un v smás El deslizamiento grande en engranajes helicoidales causa una menor eficiencia, mayor desgaste y una tendencia a agarrotarse.

Eficacia del engranaje helicoidal  determinado por la fórmula (11.48). La diferencia está solo en la definición de pérdidas en la malla. Por analogía con el par de tornillos KP.D. engranar con un gusano líder está determinado por la fórmula:

La eficiencia aumenta con un aumento en el número de visitas de un gusano (aumenta) y con una disminución en el coeficiente de fricción o ángulo de fricción f. Si la rueda avanza, la dirección de las fuerzas cambia y luego obtenemos

Cuando ≤, 3 = 0, la transferencia de movimiento en la dirección opuesta (de la rueda al gusano) es imposible. Conseguimos un par de gusanos autofrenantes.

Se estableció experimentalmente que el coeficiente de fricción depende de la velocidad de deslizamiento. Con el aumento v sbajando Esto se debe al hecho de que v sconduce a una transición de la fricción semifluida a la fricción líquida. Los valores del coeficiente de fricción también dependen de la rugosidad de las superficies de fricción y de la calidad del lubricante.

Para cálculos preliminares, cuando y v sdesconocido, la eficiencia puede seleccionarse por los valores promedio de la tabla 11.4.

Tabla 11.4

Después de determinar el tamaño de la eficiencia de transferencia se especifica mediante el cálculo.

Fuerzas en engranajes.  En el engranaje de tornillo sin fin (ver Fig. 11.24), actúe: la fuerza circunferencial del tornillo sin fin. F t 1igual a la fuerza axial del gusano F a 2,

circunferencia de la rueda F   t  2 igual a la fuerza axial del gusano F a 1

fuerza radial

(11.71)

fuerza normal

(11.72)

En el plano axial de fuerza. F tzy F rson constituyentes F n = F n cos(proyección de fuerza normal en el plano axial). T 1 -momento en el gusano, T 2- El momento en la rueda.

T 2 = T(11.73)

Criterios básicos de rendimiento y cálculo.. Los engranajes helicoidales se calculan a partir de tensiones de flexión y tensiones de contacto. Hay más desgaste y mermeladas. Esto se debe a las altas velocidades de deslizamiento y la dirección desfavorable del deslizamiento en relación con la línea de contacto. Para evitar las convulsiones, se utilizan materiales especiales antifricción: un tornillo sinfín (acero, una rueda, bronce o hierro fundido).

La figura 11.24. Gusanos fuerzas de combate

La intensidad del desgaste depende de las tensiones de contacto. El cálculo principal se realiza por tensiones de contacto. El cálculo de las tensiones de flexión se realiza como una prueba.

Cálculo de tensiones de contacto.. Ecuación

(11.74)

utilizado para el cálculo de engranajes helicoidales. Para los gusanos de Arquímedes, el radio de curvatura de las vueltas del gusano en la sección axial es ρ 1 =. Luego, mediante la fórmula (11.8) teniendo en cuenta la ecuación (11.20), obtenemos

Por analogía con el engranaje helicoidal, la carga del engranaje helicoidal

dónde está la longitud total de la línea de contacto (ver fig. 11.22); α = 1,8 ... 2,2: coeficiente de superposición en el plano mediano de la rueda helicoidal; ≈ 0.75 es el coeficiente que tiene en cuenta la reducción en la longitud de la línea de contacto debido al hecho de que el contacto no está asegurado a lo largo del arco completo de la circunferencia 2δ. Después de la sustitución en la fórmula (11.74) obtenemos

DESVENTAJAS, CLASIFICACIÓN, MATERIALES DE LAS RUEDAS.

TRANSFERENCIAS DE GUSANOS: CARACTERÍSTICAS DEL DISEÑO, VENTAJAS Y

Un engranaje helicoidal consiste en un tornillo, llamado gusano, y una rueda helicoidal, que es un tipo de engranaje helicoidal. Los ejes de los ejes de transmisión se intersecan, el ángulo de intersección suele ser de 90 °.

Figura 1

A diferencia de la rueda helicoidal, la llanta de la rueda helicoidal tiene una forma cóncava, que contribuye a un cierto ajuste del gusano y, en consecuencia, un aumento en la longitud de la línea de contacto. El hilo del gusano puede ser único o múltiple (2, 4).

Ventajas:

La posibilidad de obtener una gran relación de transmisión;

Operación suave y silenciosa;

La posibilidad de obtener autofrenado (al cambiar la entrada).

Desventajas:

Eficacia relativamente baja (con un gusano de un solo hilo - 0.72; con un tornillo de dos hilos - 0.8, con un tornillo de cuatro hilos - 0.9);

La necesidad de utilizar costosos materiales antifricción para la rueda;

Mayor desgaste y calor.

Los engranajes helicoidales se clasifican de acuerdo con varios criterios:

1) en forma de gusano:

Con un gusano cilíndrico (Figura 2a);

Con gusano globoide (Figura 2b);

B) Con gusano globoide.

Figura 2

2) la forma del perfil de la bobina de tornillo sin fin:

Con gusano de Arquímedes (según GOST 19036-81 denotado -ZA). En la sección axial, el perfil del diente tiene la forma de un trapecio, en la sección final, la forma de una espiral arquimediana (Figura 3a);

Con un gusano convoluto que tiene contornos en línea recta de una bobina en una sección normal (Figura 3b);

Un gusano involuto (ZJ), que representa un engranaje helicoidal con un pequeño número de dientes y con un gran ángulo de inclinación (en la sección frontal, el diente tiene un perfil de involuta (Figura 3c).

Figura 3

Debido a las altas velocidades de deslizamiento, los materiales del par de gusanos deben tener propiedades antifricción, resistencia al desgaste y baja tendencia a atascarse.

Los gusanos están hechos de carbono o aceros aleados. Las parejas en las que las vueltas del gusano se someten a un tratamiento térmico hasta una dureza alta con molienda posterior tienen la mayor capacidad de carga.

Las ruedas helicoidales están hechas principalmente de bronce, menos a menudo de hierro fundido.

Bronce de estaño como OF10-1, ONF se consideran el mejor material, pero son caros y escasos. Aplicar a altas velocidades V s = 5 ... 25 m / s Bronce sin estaño, por ejemplo, aluminio-ferruginoso tipo Br.AZh9-4, tienen características mecánicas mejoradas, pero tienen propiedades antiadherentes reducidas. Se utilizan para V s.<5m/c. Чугун применяют при V s <2м/с, преимущественно в ручных приводах.

En los engranajes helicoidales, se asume que el ángulo de perfil estándar es de 20 °: para los gusanos arquimedianos en sección axial, para los convolutos, en la sección normal, para los involutos, en una sección normal de una articulación helicoidal que se engancha con el gusano. La distancia entre los puntos similares de los lados laterales respectivos de dos giros adyacentes del gusano, medida paralela al eje, se denomina el paso calculado y se indica como P. La relación P / π se llama módulo. El módulo (m) es un parámetro estándar: para un gusano, es axial, para una rueda helicoidal - cara frontal.

Consta de dos enlaces en movimiento: un gusano y un engranaje y está diseñado para transmitir y convertir el movimiento de rotación entre los ejes de intersección ortogonales. Gusano se llama enlace, cuya superficie exterior tiene la forma de un tornillo. Una rueda helicoidal es una rueda dentada con dientes oblicuos, que se engancha con un gusano.

Tipos de engranajes helicoidales y gusanos (según GOST 18498-73):

1.  Por la aparición de la superficie del gusano.

Engranajes helicoidales cilíndricos: el gusano y la rueda del engranaje tienen un paso cilíndrico y superficies iniciales;

Engranajes helicoidales globoides: el separador y la superficie inicial del gusano se forman girando el segmento del arco de la superficie inicial o de separación de la rueda helicoidal gemela alrededor del eje del gusano;

2. por la aparición de un perfil teórico facial de una bobina helicoidal.

Gusano de Arquímedes (ZA): el perfil se realiza a lo largo de la espiral de Arquímedes;

Gusano involuntario (ZI): el perfil se realiza en una involuta de un círculo;

Gusano convoluto (ZN): el perfil se realiza a lo largo de una involuta alargada.

  (fig. 14.4)

Engranaje de la geometría de un tornillo sinfín cilíndrico:

El cálculo de la geometría de engranaje de un tornillo sin fin cilíndrico se rige por GOST 19650 - 74. La relación entre los parámetros principales del gusano, el diámetro del cilindro inicial d w1, el curso de la hélice pz1 y su ángulo de inclinación bw, se establece mediante la siguiente relación

(fig. 14.5)

La conexión entre el curso de la hélice. pz1   y lanzar tornillo múltiple p1

Cálculo de la geometría del engranaje:

Datos sin procesar

m  - módulo axial;

q  - el coeficiente de diámetro del gusano;

z1  - el número de vueltas del gusano;

aw  - distancia al centro;

x  - el coeficiente de desplazamiento del gusano;

tu- relación de transmisión.

Parámetros de la herramienta

h * = (h * w + c * 1) - la relación de altura de la bobina;

h * a  - relación de altura de la cabeza;

s *  - coeficiente de espesor de diseño;

r * f  - coeficiente de radio de curvatura de la curva de transición;

c * 1,2 = 0,25 ... 0,5 ; s * = 0.75 h p ;   r * f = 0.3 ... 0.45

(fig. 14.6)

Cálculo de parámetros geométricos:

1.  El número de dientes de la rueda.

2. Factor de compensación (si se establece la distancia del centro)

* Distancia al centro (si se especifica el factor de compensación)

3. Diámetros de paso

4. Diámetros de partida

5. Ángulo de inclinación   bobina de gusano

6. Ángulo inicial   bobina de gusano

7. Ángulo principal de ascenso   bobina helicoidal (solo para gusanos ZI)

y el diámetro principal del gusano

8.  Altura   bobina de gusano

9.  Altura de la cabeza   bobina de gusano

10. Diámetros del vértice

vueltas de un gusano

los dientes de la rueda helicoidal en el plano de la cara media.

11.  Diámetros del canal

rueda helicoidal

12. Diámetro mayor   rueda helicoidal

13. Ancho corona   rueda helicoidal

14. Longitud de la parte cortada   gusano (con x = 0)

Indicadores de calidad geométrica de engranajes:

1. Falta el corte de los dientes de la rueda helicoidal si

(en pequeños ángulos de elevación, la transferencia de movimiento del eje de la rueda helicoidal al gusano se vuelve imposible)

Desventajas :

alta velocidad de deslizamiento a lo largo de la línea del diente, lo que conduce a una mayor tendencia a agarrar (se necesitan lubricantes y materiales especiales para la corona dentada),  Menor eficiencia y mayor disipación del calor..

Engranajes helicoidales - un par cinético, diseñado para transferir el par. Se compone de un gusano y una rueda.

Condición obligatoria: los ejes entre ellos forman un ángulo recto. Tiene las siguientes ventajas:

• relaciones de transmisión aumentadas (hasta 300 y más altas);
• contacto suave y silencioso.
• la potencia transmitida alcanza los 60 kW.

La desventaja del par cinético es que la pieza tiene una eficiencia bastante baja (0.7-0.92), y con un fuerte calentamiento y un funcionamiento a largo plazo puede fallar rápidamente. Al mismo tiempo, el costo del bronce, del cual está hecha la rueda, es bastante alto.

Nuestra empresa realiza transferencias según planos y muestras terminadas en lotes pequeños y grandes.