ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Червячная передача (рис. 5.1) — механизм для передачи вращения между валами посредством винта (чер­вяка 1) и сопряженного с ним червячного колеса 2.

Гео­метрические оси валов при этом скрещиваются под углом 90° (возможны и другие углы, отличные от 90°, но они встре­чаются редко).

Ведущим элементом обычно является чер­вяк; как правило, это винт с трапецеидальной резьбой; ведомым — червячное колесо с зубьями особой формы, получаемыми в результате взаимного огибания с витками червяка.

Различают два вида червячных передач:

а) цилиндрические (с цилиндрическими червяками, рис. 5.1; 5.3);

б) глобоидные (с глобоидными червяками, рис. 5.2). Червячные передачи применяют при небольших и сред­них мощностях в разных отраслях машиностроения.

 

В зависимости от формы профиля витка различают:

а) архимедов червяк (рис. 5.4, а); это цилиндрический червяк, торцовый профиль витка которого является архи­медовой спиралью (этот червяк подобен винту с трапецеидальной резьбой);

б) эвользентный червяк; имеет эвольвентный профиль витка в его торцовом сечении (как у косозубого колеса);

в) конволютный червяк; это такой червяк, у которого торцовый профиль витка является удлиненной или укоро­ченной эвольвентой.

В машиностроении из цилиндрических червяков наибо­лее распространены архимедовы червяки. Их можно наре­зать на обычных токарных или резьбофрезерных станках.

По количеству витков червяки делят на однозаходные и многозаходные, по направлению витка — левые или пра­вые. Наиболее распространено правое направление с числом витков червяка, зависящим от передаточного числа.

С увеличением числа витков, червяка возрастает угол подъема винтовой линии, что повышает КПД передачи. Поэтому однозаходные (одновитковые) червяки не всегда рекомендуется применять.

В большинстве случаев червяки изготовляют за одно целое с валом, реже — отдельно от вала, а затем закрепляют на нем.

Червячное колесо 2 в отличие от косозубых зубча­тых колес имеет вогнутую форму зуба, способ­ствующую облеганию витков червяка. Направление и угол подъема зубьев червячного колеса соответствуют направле­нию и углу подъема витков червяка.

Червячные колеса изготовляют цельными или сборными. Минимальное число зубьев колеса определяют из ус­ловия отсутствия подрезания и обеспечения достаточной величины поверхности зацепления. Для силовых передач рекомендуется принимать = 28, во вспомогательных кинематических передачах = 17-18. Максимальное число зубьев не ограничено, но в силовых передачах чаще принимают 50—60 (до 80). В кинематических переда­чах может доходить до 600—1000.

Материалы червячной передачи.

Материалы в чер­вячной передаче должны иметь в сочетании низкий коэф­фициент трения, обладать повышенной износостойкостью и пониженной склонностью к заеданию. Обычно это разно­родные материалы.

Червяки изготовляют в основном из стали марок 40, 45, 50 (реже — 35, Ст5) с закаткой HRC 45-55; 15Х, 20Х, 40Х, 40ХН, 12.ХНЗ, 18ХГТ с цементацией и закалкой до HRC 58—63.

В неответственных тихоходных передачах для червяков применяют серый чугун.

Червячные колеса (или их венцы) изготовляют только
из антифрикционных сплавов. При скоростях скольжения

- до 2 м/с и больших диаметрах колес можно использовать чугуны марок СЧ 15-32, СЧ 18-36, СЧ 21-40;

- до 6 м/с применяют алюмиминиево-железные бронзы БрАЖ9-4 (при этом червяк дол­жен иметь твердость HRC45)

до 25 м/с и длительной работе без перерыва применяют оловянную бронзу БрОФ10-1, оловянно-никелевую бронзу БрОНФ.

Для силовых передач малой мощности и в приборах колеса могут быть изготовлены из древеснослоистых плас­тиков (ДСП), текстолита, капрона, нейлона.

Достоинства червячных передач:

1) возможность получения больших передаточных чисел (одной парой от 8 до 100, в кинематических передачах — до 1000);

2) плавность и бесшумность работы;

3) возможность выполнения самотормозящей передачи (ручные грузоподъемные тали);

4) компактность и сравнительно небольшая масса кон­струкции передачи. Недостатки:

1) сравнительно невысокий КПД (0,7—0,85, а в само­тормозящих передачах - до 0,5);

2) сильный нагрев передачи при длительной работе;

3) необходимость применения для колеса дорогих анти­фрикционных материалов;

4) небольшие по сравнению с зубчатой передачей пере­даваемые мощности (до 200 кВт, чаще — до 50 кВт).