Основные сведения. Червячные передачи широко применяют в приводах подъёмно – транспортных машин, станков, автомобилей и других машин при необходимости снижения скорости и

Червячные передачи широко применяют в приводах подъёмно – транспортных машин, станков, автомобилей и других машин при необходимости снижения скорости и передачи движения между скрещивающимися валами, чаще всего, под углом 90°.

Из всех передач зацеплением, применяемых у нас в промышленности, 10% составляют червячные. Выпуск червячных редукторов в отечественном машиностроении составляет 47%; предполагается дальнейшее наращивание их выпуска.

Червячная передача относится к числу зубчато – винтовых, движение в которой осуществляется по принципу винтовой пары, но имеет принципиальное отличие: линейный контакт витков червяка и зубьев колеса. Как видно из рис. 8.1, червяк – это винт с трапецеидальной резьбой (или близкий к ней по форме), а червячное колесо – это зубчатое колесо с зубьями особой формы, получаемой в результате огибания витков червяка на дуге 2β (рис. 8.2).

Рис. 8.1. Червячная передача

Рис. 8.2. Геометрия червячной цилиндрической передачи

К достоинствам червячных передач относят:

Ø возможность осуществления больших передаточных отношений: для одной ступени u _min= 8 (как известно, для зубчатой цилиндрической u _max = 8);

Ø плавность и бесшумность работы;

Ø высокая нагрузочная способность;

Ø самоторможение.

Недостатками червячных передач являются:

1) низкий КПД из-за относительного скольжения витков червяка и зубьев ко­леса;

2) необходимость применения для изготовления колеса дорогостоящих антифрикционных материалов;

3) наличие больших осевых нагрузок на опоры червяка при ограниченном диаметре цапф. В результате: габариты подшипниковых узлов определяют размеры всей конструкции.

Червячные передачи подразделяют на несколько групп в зависимости от формы исходного тела червяка. Под исходным телом чер­вяка понимают тело, ограниченное поверхностью, в которую вырож­даются витки при стремлении их высоты к нулю. Различают группы:

1) собственно червячные передачи, исходное тело червяка в которых обра­зовано вращением прямой вокруг оси червяка (рис. 8.3);

Рис. 8.3. Кинематические схемы собственно червячных передач:

а – с цилиндрическим червяком, б – с коническим червяком

2) глобоидные передачи (с вогнутым чер­вяком, рис. 8.4). В глобоидных передачах витки червяка располагаются на внутренней по­верхности тора. Особенность передачи состоит в том, что не толь­ко колесо охватывает червяк (дуга с углом 2β, см. рис. 8.2, б), но и червяк охватывает колесо на дуге с углом γ (см. рис. 8.4), что улуч­шает условия контакта и повышает нагрузочную способность передачи;

3) спироидные передачи – передачи с цилиндрическим червяком и плоским зубчатым колесом, зубья которою в пределах ширины зубча­того венца располагаются по спирали (рис. 8.5); особенностью этих передач является то, что зона зацепления смещена от межосевой ли­нии вдоль осей червяка и колеса, что создает благоприятные условия контакта в передаче, облегчает сборку и регулировку её.

Рис. 8.4. Кинематическая схема глобоидная передача

Рис. 8.5. Кинематическая схема спироидной передачи

Следует отметить, что из рассмотренных передач наиболее ком­пактной (при одинаковой передаваемой мощности) является спироидная, а наиболее распространенной собственно червячная передача с цилиндри­ческим червяком, т.е. червячная цилиндрическая передача (см. рис. 8.3, а).

Вместе с тем, в червячной цилиндрической передаче в зависимости от профиля витков червяки делятна:

а) архимедов червяк ZА, имеющий в осевом сечении червяка (главном сечении передачи) трапецеидальный профиль витков.

б) конволютный червяк ZN, имеющий прямо­линейные очертания впадин в нормальном сечении витков;

в) эвольвентный червяк ZJ, имеющий эвольвентный профиль витка в торцовом сечении червяка и представ­ляющий собой косозубое колесо с малым числом зубьев и очень боль­шим углом их наклона.