Sastoji se od dva pokretna dijela - crva i zupčanik i dizajniran za prijenos i transformaciju rotacijskog kretanja između ortogonalnih osi koje se sijeku. Crv je karika čija je vanjska površina u obliku vijka. Pužni točak je zupčanik sa zavojnim zupcima koji se spaja sa pužom.
Vrste pužnih zupčanika i puža (prema GOST 18498-73):
1.prema vrsti razdjelne površine crva
Cilindrični pužni zupčanici - puž i točak u zupčaniku imaju cilindrični nagib i početne površine;
Globoidni pužni zupčanici - razdjelne i početne površine puža formiraju se rotacijom segmenta luka razdjelne ili početne površine uparenog pužnog točka oko ose puža;
2. po vrsti teoretskog završnog profila pužnog namotaja
Arhimedov crv (ZA) - profil je napravljen duž arhimedove spirale;
Evolutivni crv (ZI) - profil je napravljen duž evolventne kružnice;
Zavijeni crv (ZN) - profil je napravljen duž izdužene evolvente.
(Sl. 14.4)
Geometrija zupčanika cilindričnog pužnog zupčanika:
Proračun geometrije zupčanika cilindričnog pužnog zupčanika reguliran je GOST 19650 - 74. Odnos između glavnih parametara puža - prečnika početnog cilindra d w1, hoda spirale pz1 i njegovog ugla nagiba bw - uspostavlja se sljedećom relacijom
(Sl. 14.5)
Odnos između hoda spirale pz1 i korak višestrukog zavrtnja p1
Proračun geometrije zupčanika:
Početni podaci
m— aksijalni modul;
q— koeficijent prečnika puža;
z1— broj okreta puža;
aw— središnja udaljenost;
x— koeficijent pomaka puža;
u- omjer prijenosa.
Opcije alata
h* = (h*w + c*1) je koeficijent visine zavojnice;
h*a— koeficijent visine glave;
s*— koeficijent projektne debljine;
r*f— koeficijent radijusa zakrivljenosti prelazne krive;
c*1,2 = 0,25 … 0,5 ; s* = 0,75 H p ; r*f = 0,3 … 0,45
(Sl. 14.6)
Proračun geometrijskih parametara:
1.Broj zubaca kotača
2. Offset faktor (ako je navedena središnja udaljenost)
*Centralna udaljenost (ako je naveden koeficijent pomaka)
3. Prečnici nagiba
4. Početni prečnici
5. Ugao nagiba okret crva
6. Početni ugao elevacije okret crva
7. Glavni elevacioni ugao okretanje crva (samo za ZI crve)
i glavni prečnik crva
8.Visina okret crva
9.Visina glave okret crva
10. Prečnici vrhova
crv se okreće
zupci pužnog točka u srednjoj krajnjoj ravni
11.Dimenzije udubljenja
pužni točak
12. Najveći prečnik pužni točak
13. Širina krune pužni točak
14. Dužina rezanja crv (na x=0)
Geometrijski pokazatelji kvaliteta angažmana:
1. Nema rezanja zuba pužnog točka ako
(pri malim uglovima spirale, prijenos kretanja sa osovine pužnog kotača na puž postaje nemoguć)
Nedostaci :
velika brzina klizanja duž linije zuba, što dovodi do povećane sklonosti zaglavljivanju (potrebna su posebna maziva i materijali za zupčanik pužnih kotača),niža efikasnost i veće rasipanje toplote.
Crv zupčanici– kinetički par dizajniran za prijenos obrtnog momenta. Sastoji se od crva i točka.
Preduvjet je da osovine tvore pravi ugao jedna s drugom. Poseduje sledeće prednosti:
- povećani omjeri prijenosa (do 300 i više);
- nesmetan kontakt i bešumnost;
- prenosna snaga dostiže 60 kW.
Nedostatak kinetičkog para je što dio ima prilično nisku efikasnost (0,7-0,92), a uz jako zagrijavanje i produženi rad može brzo propasti. U isto vrijeme, cijena bronce od koje je napravljen kotač je prilično visoka.
Naša kompanija vrši transfere prema crtežima i gotovi uzorci male i velike serije.
Princip rada i obim. Pužni zupčanik (slika 11.19) odnosi se na zupčaste prijenosnike sa osovinama osovine koje se ukrštaju. Ugao ukrštanja je obično 90°. Kretanje u pužnim zupčanicima se pretvara po principu para pužnih vijaka ili po principu nagnute ravni. Pužni zupčanik se sastoji od zavrtnja koji se naziva puž (slika 11.20) i zupčanika koji se naziva pužni točak (slika 11.22). Kada se puž okreće oko svoje ose, njegovi okretaji se kreću duž generatrise njegove cilindrične površine i pokreće pužni točak u rotaciju. Puž i pužni točak se proizvode rezanjem zubaca pomoću specijalni alat iz celih praznina. U pužnom zupčaniku, baš kao i kod zupčanika, postoje prečnici razdjelnih cilindara (slika 11.19): d 1 – prečnik razdjelnog puža, d 2 – prečnik nagiba pužnog točka. Touch point prečnika koraka nazvan polom angažmana.
Slika 11.19 – Dijagram pužnog zupčanika.
Prednosti pužnih zupčanika:
1. Mogućnost dobijanja velikog prenosnog odnosa u jednoj fazi (i= 8 – 200).
2. Uglađen i tih rad.
3. Kompaktnost (male dimenzije).
4. Samokočenje (nemogućnost prenošenja obrtnog momenta sa pužnog točka na puž).
5. Svojstva prigušenja smanjuju nivo vibracija mašine.
Nedostaci pužnih zupčanika:
1. Značajno trenje u zoni zahvata.
2. Grijanje mjenjača.
3. Niska efikasnost.
Pužni zupčanici koristi se u uređajima ograničene snage (obično do 50 kW).
Slika 11.20 – Crvi.
Pužni zupčanici se koriste u razdjelnim i dovodnim mehanizmima mašina za sečenje zupčanika, uzdužnih glodalica, mašina za duboko bušenje, podiznih i vučnih vitla, dizalica, mehanizama za podizanje tereta, grana i okretanja automobilskih i željezničkih dizalica, bagera, liftova, trolejbusa i druge mašine.
Crvi. Na osnovu oblika površine na kojoj je rezan konac, razlikuju se na cilindrične (slika 11.20, a) i globoidne (slika 11.20, b) crve. Prema obliku profila navoja - sa pravolinijskim (slika 11.21, a) i zakrivljenim (slika 11.21, b) profilom u aksijalnom presjeku. Najčešće se koriste cilindrični crvi. Kod puža s pravolinijskim profilom u aksijalnom presjeku, u krajnjem dijelu zavoji su ocrtani arhimedovom spiralom, pa se nazivaju arhimedovom pužom, koji je sličan olovnom vijku s trapezoidnim navojem.
Evolutivni puževi imaju evolventni profil u krajnjem dijelu i stoga su slični spiralnim evolventnim kotačima, kod kojih je broj zubaca jednak broju pužnih hodova. Basic geometrijski parametri crv: = 20° -ugao profila(u aksijalnom presjeku za Arhimedove crve i u normalnom presjeku zuba sa reznim evolventnim crvom); R - nagib puža i zubaca kotača, koji odgovara nagibnim krugovima puža i točka; t= aksijalni modul; z 1. – broj prolaza crva; – koeficijent prečnika puža; – ugao spirale 
; d 1 =qm – prečnika pitch circle(u daljem tekstu, vidi sliku 11.21); d a 1 = d 1 + 2m– prečnik kruga ispupčenja; d fl = d 1 – 2,4m– prečnik kruga udubljenja; b 1 – dužine odsečenog dela puža, određuje se uslovom korišćenja istovremenog zahvatanja najvećeg broja zubaca točka [sa z 1= 1...2 b 1 >(11 + 0,06z 2) m at z 1 = 4 b 1 ≥(12,5 + 0,09z 2) m].
Slika 11.21 – Oblik profila pužnog navoja i osnovni geometrijski parametri
Vrijednosti m I q standardizovan.
Pužni točkovi. Kod rezanja bez pomaka (slika 11.22):
d 2= z 2 m– prečnik dela kruga u glavnom preseku;
d a 2 = d 2 + 2m – promjer kruga izbočina u glavnom dijelu;
d f 2 = d 2 – 2,4m– prečnik kruga udubljenja u glavnom preseku;
a w= 0,5(q + z 2)m – središnja udaljenost.
Tabela 11.3 dimenzije b 2 --širina pužnog točka i d prijepodne 2 – najveći prečnik točkovi koji odgovaraju kutu zaokruživanja puža točkom 2δ = 100° za prijenosnike snage:
Tabela 11.3
Bilješka. Broj zubaca kotača iz stanja bez rezanja uzima se kako slijedi:
Precizna proizvodnja. Za pužne zupčanike standard pruža dvanaest stupnjeva tačnosti. Za zupčanike koji zahtevaju visoku kinematičku tačnost, preporučuju se III, IV, V i VI stepen tačnosti; za prenosnike snage preporučuju se V, VI, VII, VIII i IX stepen tačnosti.
Slika 11.22 – Osnovni geometrijski parametri pužnog točka
Omjer prijenosa. Kod pužnog zupčanika, za razliku od zupčanika, periferna brzina v 1 I v 2 ne poklapaju (vidi sliku 11.23). Usmjereni su pod uglom od 90° i različite su veličine; relativno kretanje razdjelnih cilindara se ne kotrlja kao kod zupčanika cilindričnog i konusni zupci, ali klize. Sa jednim okretajem puža, točak će se rotirati za ugao koji pokriva broj zubaca točka jednak broju pokreta puža. Točak će napraviti punu revoluciju pri okretajima puža, tj
Jer z 1 može biti jednak 1, 2 ili 4 (što zupčanik ne može imati), tada se može dobiti veliki omjer prijenosa u jednom pužnom paru.
Klizanje u angažman. Prilikom kretanja, zavoji crva klize duž zubaca točka, kao u paru vijaka. Brzina klizanja v s usmjerena tangencijalno na spiralu crva. Kao relativna brzina, jednaka je geometrijskoj razlici između apsolutnih brzina crva i točka, a to su periferne brzine v l I v 2(vidi Sl. 11.19 i Sl. 11.23); ili, u isto vreme
Rice. 11.23. Šema za određivanje brzine klizanja
gdje je ugao elevacije spirale crva. Jer< 30°, то в червячной передаче v 2 manje v 1 a v s više Visoko proklizavanje u pužnim zupčanicima uzrokuje smanjenu efikasnost, povećano habanje i sklonost ka zaglavljivanju.
Efikasnost pužnog zupčanika određena formulom (11.48). Jedina razlika je u definiciji gubitaka zupčanika. Po analogiji sa par vijaka Efikasnost angažman s vodećim crvom određuje se formulom:
Efikasnost se povećava sa povećanjem broja prolaza puža (povećava) i sa smanjenjem koeficijenta trenja ili ugla trenja f. Ako je vodeći kotač točak, tada se smjer sila mijenja i tada dobijamo
Kada je ≤, 3 = 0, prijenos kretanja u suprotnom smjeru (od točka do puža) je nemoguć. Dobijamo par samokočivih puža.
Eksperimentalno je utvrđeno da koeficijent trenja ovisi o brzini klizanja. Sa povećanjem v s smanjuje se To se objašnjava činjenicom da je povećanje v s dovodi do prelaska sa polutečnog trenja na tečno trenje. Vrijednosti koeficijenta trenja također ovise o hrapavosti tarnih površina i kvaliteti podmazivanja.
Za preliminarne proračune, kada i v s nisu poznate, efikasnost se može odabrati pomoću prosječnih vrijednosti iz tabele 11.4.
Tabela 11.4
Nakon određivanja dimenzija prenosa, efikasnost se pojašnjava proračunom.
Mrežne sile. U pužnom zupčaniku (vidi sliku 11.24) djeluje sljedeće: obimna sila puža F t 1, jednaka aksijalnoj sili puža F a 2,
obimna sila točka F t 2, jednaka aksijalnoj sili puža F a 1
radijalna sila
(11.71)
Normalna snaga
(11.72)
U aksijalnoj ravni sile Ftz I o su komponente F n = F n cos(projekcija normalne sile na aksijalnu ravan). T 1 -- trenutak na crvu, T 2- obrtni moment na točku:
T 2 =T(11.73)
Osnovni kriteriji performansi i proračuna. Pužni zupčanici se izračunavaju korištenjem naprezanja savijanja i kontaktnih naprezanja. Tu se češće javljaju habanje i zaglavljivanje. To je zbog velike brzine klizanja i nepovoljnog smjera klizanja u odnosu na kontaktnu liniju. Da bi se spriječilo zaglavljivanje, koriste se posebni antifrikcioni parovi materijala: puž - čelik, točak - bronza ili lijevano željezo.
Rice. 11.24. Sile u pužnom prenosniku
Intenzitet habanja zavisi od kontaktnih naprezanja. Glavni proračun se provodi korištenjem kontaktnih naprezanja. Proračun naprezanja na savijanje izvodi se kao probni proračun.
Proračun na osnovu kontaktnih naprezanja. Jednačina
(11.74)
Koriste se i za proračun pužnih zupčanika. Za Arhimedove crve polumjer zakrivljenosti zavoja puža u aksijalnom presjeku je ρ 1 = . Zatim, koristeći formulu (11.8) uzimajući u obzir jednačinu (11.20), dobijamo
Po analogiji sa spiralni zupčanik, specifično opterećenje pužnih zupčanika
gdje je ukupna dužina kontaktna linija(vidi sliku 11.22); α = 1,8...2,2 – koeficijent krajnjeg preklapanja u srednjoj ravni pužnog točka; ≈ 0,75 – koeficijent koji uzima u obzir smanjenje dužine kontaktne linije zbog činjenice da kontakt nije obezbeđen duž celog luka opsega 2δ. Nakon zamjene u formulu (11.74) dobijamo
NEDOSTACI, KLASIFIKACIJA, MATERIJALI TOČKOVA
PUŽNI ZUPČANICI: KARAKTERISTIKE DIZAJNA, PREDNOSTI I
Pužni zupčanik se sastoji od zavrtnja, zvanog puž, i pužnog točka, koji je vrsta zavojnog zupčanika. Osi prijenosnih vratila se sijeku, ugao ukrštanja je obično 90 0.
Slika 1
Za razliku od zavojnog zupčanika, obod pužnog točka ima konkavni oblik, što pomaže da se donekle uklopi u puž i, shodno tome, poveća dužinu kontaktne linije. Pužni navoj može biti jednostruki ili višestruki (2, 4).
Prednosti:
Mogućnost povećanja omjer prijenosa;
Uglađen i tih rad;
Mogućnost dobijanja samokočenja (pri promeni ulaza).
Nedostaci:
Relativno niska efikasnost (sa puškom sa jednim startom - 0,72; sa pužom sa dva starta - 0,8; sa pužom sa četiri starta - 0,9);
Potreba za korištenjem skupih materijala protiv trenja za točak;
Povećano trošenje i toplota.
Pužni zupčanici se klasificiraju prema različitim kriterijima:
1) u obliku crva:
Sa cilindričnim puzom (slika 2a);
Sa globoidnim crvom (slika 2b);
B) sa globoidnim crvom
Slika 2
2) prema obliku profila pužnog namotaja:
Sa arhimedovim crvom (prema GOST 19036-81 označenom -ZA). U aksijalnom presjeku profil zuba ima oblik trapeza, u krajnjem presjeku - oblik arhimedove spirale (slika 3a);
Sa uvijenim puzom koji ima pravolinijski obris zavojnice u normalnom presjeku (slika 3b);
Evolutivni puž (ZJ), koji je spiralni zupčanik s malim brojem zuba i velikim kutom nagiba (u krajnjem dijelu zub ima evolventni profil (slika 3c).
Slika 3
Zahvaljujući velike brzine klizni materijali pužnog para moraju imati svojstva protiv trenja, otpornost na habanje i smanjenu sklonost zaglavljivanju.
Crvi se izrađuju od ugljičnog ili legiranog čelika. Najveću nosivost imaju parovi kod kojih se pužni zavoji termički obrađuju do visoke tvrdoće, nakon čega slijedi mljevenje.
Pužni točkovi se izrađuju uglavnom od bronze, rjeđe od livenog gvožđa.
U obzir se uzimaju limene bronze tipa OF10-1, ONF najbolji materijal, međutim, oni su skupi i deficitarni. Koriste se pri velikim brzinama V s =5...25 m/s.Bronze bez kalaja, na primjer aluminij-gvozdene bronze tipa Br.AZh9-4, imaju povećane mehaničke karakteristike, ali imaju smanjena svojstva ekstremnog pritiska. Koriste se na V s<5m/c. Чугун применяют при V s <2м/с, преимущественно в ручных приводах.
Kod pužnih zupčanika, standardni ugao profila uzima se 20°: za arhimedove puže u aksijalnom presjeku, za uvijene puže - u normalnom presjeku, za evolventne puže - u normalnom dijelu zavojne letve koja zahvaća puž. Udaljenost između istih točaka odgovarajućih bočnih strana dva susjedna zavoja puža, mjerena paralelno s osi, naziva se projektirani korak i označava se P. Omjer P/π naziva se modul. Modul (m) je standardni parametar: za puž je aksijalan, za pužni točak je krajnji.