2.2. Червячные передачи

Червячные передачи служат для передачи вращательного движения между пере­крещивающимися валами, чаще под прямым углом. Передача состоит из винта, называемого червяком, и червячного колеса с зубьями на своем ободе. Ведущим звеном в передаче является обычно червяк.

а)

Червячная передача

а – червяк с цилиндрической делительной поверхностью;

в – червяк с торовой делительной поверхностью.

В сечении, проходящем через ось вра­щения червяка перпендикулярно оси вращения червячного колеса, червячная передача подобна зубчато-реечной передаче. Червяк представляет собой винт с трапецеидальным профилем витков. Стандартный угол профиля в осевом сечении составляет = 20°.

Осевой шаг винтовой нарез­ки червяка

,

где m – расчётный модуль зацепления.

Диаметр делительного цилиндра червяка

,

где q – коэффициент диаметра червяка, значения которого стандартизованы.

Диаметр делительной окружности червячного колеса

,

где – число зубьев червячного колеса.

Межосевое расстояние червячной передачи

.

За один оборот червяк смещает колесо в окружном направлении на один шаг, соответствующий длине дуги де­лительной окружности колеса с центральным углом . Для одного оборота колеса (2радиан) червяк должен сделатьоборотов. Из этого следует, что передаточное чис­ло червячной передачи численно равно числу зубьев червячного колеса:

.

Во время работы червячной передачи происходит скольжение витков червячной нарезки по зубьям червячного колеса, что является причиной повышенного трения в зоне контактных поверхностей и связанных с этим низкого КПД червячных передач и повышенного из­носа сопрягаемых элементов трущихся пар. Коэффициент трения зависит от скорости скольжения, уменьшаясь с ее возрастанием.

Если шаг нарезки червяка увеличить вдвое, не изменяя размеров поперечного се­чения витков, и в образовавшееся между двумя смежными витками пространство ввес­ти новую нитку нарезки, то получим двухзаходный червяк. Так же, при трехкратном увеличении шага и добавлении двух новых ниток нарезки, образуется трехзаходный червяк и т. д. Число заходов определяют по началам или окончаниям витков на одном из торцов червяка. Червяки с одним заходом называютоднозаходными, а все остальные - многозаходными.

За один оборот – заходный червяк смещает червячное колесо на величинуили на угол, а для одного полного оборота колеса потребуетсяоборотов червяка. Поэтому передаточное число червячной передачи

.

Достоинствами червячных передач, способствующими их широкому распростра­нению в приводах строительных машин, являются: бесшумность работы, возможность получения больших передаточных отношений при малых габаритах передачи, высокая точность перемещений, возможность обеспечения самоторможения.

К недостаткам от­носятся: сравнительно низкий КПД (0,6 – 0,75), небольшие передаваемые мощности (до 70 кВт), повышенный износ витков червяка и зубьев колеса, необходимость применения дорого­стоящих материалов (бронзовые венцы червячных колес) для уменьшения коэффициен­та трения контактирующих поверхностей.

Передачи с глобоидными червяками обладают более высокой по сравнению с обычными червяками несущей способностью вследствие боль­шего числа зубьев червячного колеса, одновременно находящихся в зацеплении. Одна­ко они более сложны в изготовлении, монтаже и регулировке, особенно после некоторо­го износа зубьев колеса.