12.4 Кинематические параметры червячной передачи

При движении витки червяка скользят по зубьям колеса (как в винтовой паре). Скорость скольжения направлена по касательной к винтовой линии червяка (рис. 26). Скольжение служит причиной пониженного КПД в червячных передачах, повышенного износа и склонности к заеданию (основные недостатки червячных передач).

Рисунок 26 - Кинематические параметры передачи

Скорость скольжения рассчитывается по формуле:

. (94)

12.5 Силы в зацеплении червячной передачи

В приработанной червячной передаче, как и в зубчатых передачах, сила со стороны червяка воспринимается не одним, а несколькими зубьями колеса. Для упрощения расчета силу взаимодействия червяка и колеса принимают сосредоточенной, приложенной в полюсе и направленной по линии зацепления. По правилу параллелепипеда раскладывают по трем взаимно перпендикулярным направлениям на составляющие: . Для ясности изображения сил на рис. 27 червячное зацепление раздвинуто.

Рисунок 27 - Силы в зацеплении червячной передачи

(95)

где - приведенный угол трения;

- коэффициент трения в червячной паре;

- угол профиля витка червяка. .

12.6 Кпд червячной передачи

(96)

Примерные значения КПД приведены в табл. 16.

Таблица 16 - КПД в зависимости от числа заходов витков червяка

	1	2	4
	более 30	16...30	8...14
	0,7...0,75	0,75...0,82	0,87...0,92

КПД увеличивается с увеличением числа заходов червяка и с уменьшением коэффициента трения и угла трения. Поэтому однозаходные (одновитковые) червяки не всегда рекомендуется применять. Рекомендованные материалы для элементов червячной передачи приведены в табл. 17.

Таблица 17 - Материалы деталей червячной пары

Состояние поверхности витков червяка	Скорость скольжения , м/с
Шлифованные, полированные,	Бронзы оловянные	Бронзы безоловянные	Латуни	Чугуны	___
Окончательно отработаны резцом,	___	Бронзы оловянные	Бронзы безоловянные	Латуни	Чугуны

12.7 Критерии работоспособности и расчеты передач

12.7.1 Виды повреждений передач.

Так как по условиям контакта червячное колесо изготовляют из менее прочного материала, чем червяк, то выход из строя передачи, как правило, связан с повреждением колеса.

Обычно в червячных передачах наблюдаются изнашивание и схватывание (заедание) — «диффузионная сварка» червячного колеса и червяка под нагрузкой. Типичное для зубчатых передач выкрашивание зубьев в червячных передачах наблюдается реже. Поэтому заедание в первую очередь ограничивает нагрузочную способность червячных передач.

Интенсивное изнашивание и схватывание колеса и червяка в передаче связаны с высокими скоростями скольжения, неблагоприятным направлением скорости скольжения относительно линии контакта и, как следствие, неудовлетворительными условиями смазывания. При мягком материале (оловянные бронзы) колеса схватывание проявляется в форме постепенного «намазывания» его материала на червяк. При твердом материале колеса (алюминиево-железистая бронза, чугун и др.), схватывание происходит в более опасной форме, завершается задиром, вызывающим усиленный износ зубьев червячного колеса и последующее их разрушение.

Усталостное выкрашивание зубьев характерно для передач с колесами из бронз с высоким сопротивлением к схватыванию. Таким образом, износостойкость и прочность являются основными критериями работоспособности передач.