Черв'ячні передачі

Черв'ячна передача складається з гвинта, званого черв'яком, і черв'ячного колеса, що є різновидом косозубого колеса (мал.9). Черв'ячні передачі відносяться до зубчато-гвинтових. Якщо в зубчато-гвинтовій передачі кути наклону зубів прийняти такими, щоб зуби шестерні охоплювали її навколо, то ці зуби перетворюються на витки різьблення, шестерня - в черв'як, а передача - з гвинтової зубчатої в черв'ячну. Перевага черв'ячної передачі в порівнянні з гвинтовою зубчатою в тому, що початковий контакт ланок відбувається по лінії, а не в крапці. Кут схрещування валів черв'яка і черв'ячного колеса може бути яким завгодно, але звичайно він рівний 90°.

На відміну від косозубого колеса обід черв'ячного колеса має увігнуту форму (див. рис.9), сприяючу деякому обляганню черв'яка і відповідно збільшенню довжини контактної лінії. Напрям і кут підйому зубів черв'ячного колеса такі ж, як і у витків різьблення черв'яка. Різьблення черв'яка може бути однозаходної або багатозаходної, а також правої або лівої.

Розрізняють два основні види черв'ячних передач: циліндрові, або просто черв'ячні, передачі (з циліндровими черв'яками) (мал.10) і глобоїдні (з глобоїдними черв'яками) (мал.11).

Залежно від форми профілю різьблення циліндрових черв'яків розрізняють черв'яки: архімедові, конволютні, евольвентні і з увігнутим профілем витків. Архімеда черв'як (мал.12, а) в осьовому перетині має трапецеїдальний профіль різьблення. В перетині торця витки різьблення обкреслені архімедовою спіраллю, звідки цей черв'як і одержав свою назву. Конволютний черв'як має трапецеїдальний профіль різьблення в нормальному перетині витків. Евольвентний черв'як (мал.12, б) характеризується евольвентним профілем різьблення в перетині. В машинобудуванні найбільш поширені архімедові черв'яки, оскільки технологія виробництва їх проста і добре розроблена. Архимедови черв'яки застосовують звичайно без шліфовки. При необхідності шліфовки робочих поверхонь витків різьблення вибирають конволютні і евольвентні черв'яки, шліфовка яких в порівнянні з архімедовим черв'яком простіше і дешевше. Черв'яки з увігнутим профілем витків різьблення (мал.12, в) мають велику поверхню контакту із зубами черв'ячних коліс, і тому, мабуть, в майбутньому вони знайдуть широке вживання. В передачах з архімедовими, конволютними і евольвентними черв'яками профіль зубів черв'ячних коліс евольвентний (мал.12, а, б). Отже, в перетині, що проходить через вісь черв'яка і середню площину колеса, той, що зачіпляє черв'ячної передачі, є тим, що евольвентне зачіпляення зубчатого колеса із зубчатою рейкою (мал.12, а, б). Той, що це зачіпляє, може бути без зсуву або із зсувом. Найбільш поширені черв'ячні передачі без зсуву. Черв'ячні передачі із зсувом застосовують при необхідності вписания в задану або стандартну міжосьову відстань.

Черв'ячні передачі із зсувом, так само як і зубчаті із зсувом, виконують шляхом радіального зсуву ріжучого інструменту щодо заготівки черв'ячного колеса при нарізанні. Для нарізання черв'ячних коліс без зсуву і із зсувом користуються одним і тим же інструментом, а оскільки черв'ячна фреза і черв'як повинні мати точно однакові розміри, то черв'ячна передача із зсувом виконується за рахунок колеса.

Глобоїдні черв'яки в осьовому перетині мають звичайно трапецеїдальний профіль різьблення (мал.12, г). В передачах з цим черв'яком профіль зубів черв'ячних коліс теж трапецеїдальний. Іноді застосовують глобоїдні черв'яки з увігнутим профілем витків. Оскільки в глобоїдної передачі в порівнянні з черв'ячною циліндровою число зубів колеса і витків різьблення черв'яка, що знаходяться в зачіплююче, більше, то несуча здатність її значно вище (в 1,5...4 рази). Проте глобоїдні передачі вимагають підвищеної точності виготовлення і монтажу і підвищеного охолоджування (редуктори з глобоїдними передачами при своїх малих габаритах сильно нагріваються). Тому їх застосовують рідко і притому при важких навантаженнях і сталих режимах роботи.

Що веде ланку черв'ячної передачі в більшості випадків - черв'як, а відоме - черв'ячне колесо. Терміни, визначення і позначення для черв'ячних передач з постійним передавальним відношенням приймемо по ГОСТ 18498-73.