Червячная передача состоит из винта, называемого червяком, и червячного колеса, представляющего собой разновидность косозубого колеса (рис. 1). Червячные передачи относятся к зубчато-винтовым. Если в зубчато-винтовой передаче углы наклона зубьев принять такими, чтобы зубья шестерни охватывали ее вокруг, то эти зубья превращаются в витки резьбы, шестерня - в червяк, а передача - из винтовой зубчатой в червячную. Преимущество червячной передачи по сравнению с винтовой зубчатой в том, что начальный контакт звеньев происходит по линии, а не в точке. Угол скрещивания валов червяка и червячного колеса может быть каким угодно, но обычно он равен 90°. В отличие от косозубого колеса обод червячного колеса имеет вогнутую форму (см. рис. 1), способствующую некоторому облеганию червяка и соответственно увеличению длины контактной линии. Направление и угол подъема зубьев червячного колеса такие же, как и у витков резьбы червяка. Резьба червяка может быть однозаходной или многозаходной, а также правой или левой. Наиболее распространена правая резьба с числом заходов z 1 =1...4 .
Зубы легче всего производить с помощью углового резака с использованием разделителя. Чрезвычайные ситуации также могут быть созданы с использованием сплиттера. Канавка зуба должна быть как можно ближе, чтобы улитка все еще включалась и вращалась вокруг.
Результат должен быть формы зуба так, чтобы он был самым высоким на лезвии и слегка уменьшался к спине. В зависимости от требуемого количества зубьев и высоты тона, диаметр круга тангажа подсчитывается, добавляет высоту зуба, и для этого размера подготовлена канавка в будущем колесе.
Различают два основных вида червячных передач: цилиндрические, или просто червячные, передачи (с цилиндрическими червяками) (рис. 2) и глобоидные (с глобоидными червяками) (рис. 3).
Рис. 2
В зависимости от формы профиля резьбы цилиндрических червяков различают червяки:
Следующий шаг - создать будущие зубы. Без этого ведущего резака большинство маленьких зубчатых колес с небольшим количеством зубов не смогут создать шаровидное колесо. Это связано с тем, что диаметр кругов головы и тона слишком разный. Будущее колесо устанавливается на хорошо смазанный полированный штифт с шайбой, в больших размерах стоит использовать держатель подшипника. Они выровнены с осью резака и колеса.
Аккуратно сделайте снимок или вручную поверните фрезу несколько раз, и убедитесь, что это действительно готово к работе. Тогда этого достаточно, чтобы токарный станок и поддержка скользнули в разрез. В результате получается такое колесо. В частности, это имеет диаметр около 30 мм, 36 зубов, шаг 2, 5 мм. Повышенная точность может быть достигнута за счет замены винта колесом с использованием пасты, включения токарного станка.
- архимедовы,
- конволютные,
- эвольвентные,
- с вогнутым профилем витков .
Архимедов червяк (рис. 4, а) в осевом сечении имеет трапецеидальный профиль резьбы. В торцовом сечении витки резьбы очерчены архимедовой спиралью, откуда этот червяк и получил свое название. Конволютный червяк имеет трапецеидальный профиль резьбы в нормальном сечении витков. (рис. 4, б) характеризуется эвольвентным профилем резьбы в сечении. В машиностроении наиболее распространены архимедовы червяки, так как технология производства их проста и хорошо разработана. Архимедовы червяки применяют обычно без шлифовки. При необходимости шлифовки рабочих поверхностей витков резьбы предпочитают конволкгные и эвольвентные червяки, шлифовка которых по сравнению с архимедовым червяком проще и дешевле. Червяки с вогнутым профилем витков резьбы (рис. 4, в) имеют большую поверхность контакта с зубьями червячных колес, и поэтому, надо полагать, в будущем они найдут широкое применение. В передачах с архимедовыми, конволютными и эвольвентными червяками профиль зубьев червячных колес эвольвентный (рис. 14, а, б). Следовательно, в сечении, проходящем через ось червяка и среднюю плоскость колеса, зацепление червячной передачи представляет собой эвольвентное зацепление зубчатого колеса с зубчатой рейкой (рис. 4, а, б). Это зацепление может быть без смещения или со смещением. Наиболее распространены червячные передачи без смещения. Червячные передачи со смещением применяют при необходимости вписания в заданное или стандартное межосевое расстояние.
Старые изделия, полуосевые фрезы, диаметр колеса около 50 мм, 40 зубов, шаг 4 мм. Преимущество наших винтовых червячных редукторов состоит в том, что червячные редукторы имеют дополнительный уровень ролика. Благодаря им они имеют гораздо более высокую эффективность.
Спиральные червячные редукторы - простая конструкция и чрезвычайно плавная работа
На рисунке показан мотор-редуктор с винтовым червячным редуктором. Этот тип передачи обусловлен его неосложненным дизайном. Благодаря индивидуальной регулировке крутящего момента скорость вращения экономична с точки зрения монтажной поверхности. Комбинация червячной передачи и цилиндрического ролика обеспечивает гораздо более высокую эффективность, чем классическая червячная передача. Использование линейной передачи мощности способствовало тому, что винтовые червячные редукторы характеризуются особенно жидкостью.
Рис. 3
Червячные передачи со смещением, так же как и зубчатые со смещением, выполняют путем радиального смещения режущего инструмента относительно заготовки червячного колеса при нарезании. Дня нарезания червячных колес без смещения и со смещением пользуются одним и тем же инструментом, а так как червячная фреза и червяк должны иметь точно одинаковые размеры, то червячная передача со смещением выполняется за счет колеса.
Почему это происходит? Крутящий момент передается червяком на червячное колесо и выходной вал. Это уменьшает крутящий момент и шумы. Применение без двигателя только на полпути? Он используется в менее требовательных приложениях с относительно низкими нагрузками.
Универсальное использование червячных редукторов обусловлено их универсальным креплением к конструкции и множеством вариантов выходных валов и возможностью использования различных соединений электрических двигателей. Полый вал с полным выходным валом паза с односторонним шпоночным пазом или двухсторонней муфтой перегрузки. 
Это означает, что между винтом и катушками винтов наблюдается значительное скольжение, и поэтому материал, который требуется для сопротивления не только высоким давлениям, но также истиранию и которые должны иметь самые низкие коэффициенты трения, является важным аспектом.
Рис. 4
Глобоидные червяки в осевом сечении имеют обычно трапецеидальный профиль резьбы (рис. 4, г). В передачах с этим червяком профиль зубьев червячных колес тоже трапецеидальный. Иногда применяют глобоидные червяки с вогнутым профилем витков. Так как в глобоидной передаче по сравнению с червячной цилиндрической число зубьев колеса и витков резьбы червяка, находящихся в зацеплении, больше, то несущая способность ее значительно выше (в 1,5..,4 раза) Однако глобоидные передачи требуют повышенной точности изготовления и монтажа и повышенного охлаждения (редукторы с глобоидными передачами при своих малых габаритах сильно нагреваются). Поэтому их применяют редко и притом при тяжелых нагрузках и установившихся режимах работы.
Чем выше угол зуба, тем выше угол зуба. Поэтому винты изготовлены из стали для термического улучшения или науглероживания и упрочнения, реже стали для термического улучшения. Очень редко и при низких скоростях скольжения вы можете найти винты из чугуна.
Из-за малого диаметра винт чаще всего один узел с входным валом, и только в небольшом количестве случаев он осаждается на валу входного вала как отдельная часть, соединяющая эти элементы с помощью шпоночного паза. Винты выполнены из оловянной или свинцовой бронзы, поэтому червячная передача обычно представляет собой отдельный элемент, привинченный к лезвию. В червячных редукторах с низкой нагрузкой ролики изготовлены из серого чугуна, который является монолитом, то есть ступицей, диском и зубчатой рейкой, которую надлежащим образом обрабатывают после удаления из формы.
Ведущее звено червячной передачи в большинстве случаев - червяк, а ведомое - червячное колесо. Термины, определения и обозначения для червячных передач с постоянным передаточным отношением примем по ГОСТ 18498-73. В отличие от косозубой передачи в червячных передачах расчетным модулем m червячного колеса и червяка служит р/π , где р - делительный окружной шаг зубьев колеса или делительный осевой шаг витков червяка (рис. 4, а, б, в) называемый расчетным шагом . Для червяков и колес червячных цилиндрических передач модули m мм, нормализованы ГОСТ 19672-74 (СГ СЭВ 267-76) (частичное извлечение): 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0.
Как это было ранее написано в типичном приложении, червь управляет прокруткой, и между этими двумя элементами имеется значительное скольжение и, следовательно, трение, которое создает сопротивление. Очевидно, сила трения зависит от двух взаимодействующих поверхностей, типа материала, их шероховатости и смазки, что может значительно уменьшить это сопротивление. Для червячной передачи потери на трение зависят от угла подъема линии резьбы винта, но это количество связано с передаточным отношением и с передачей.
В результате часть мощности коробки передач теряется и нагревается. К сожалению, он нагревается и как воздух охлаждается, интенсивность которого увеличивается за счет ребризации тела. Набор горизонтальных или вертикальных ребер используется для увеличения поверхности теплопередачи в окружающую среду. Охлаждающая способность может быть увеличена путем размещения редуктора в месте, где есть естественный поток воздуха, или путем принудительного потока через вентилятор, который усиливает теплообмен с окружающим воздухом.
Очевидно, что для червяка р
является шагом резьбы. Имея в виду, что за один оборот червяка червячное колесо поворачивается по начальной окружности на размер, равный ходу резьбы червяка z 1 p
, и учитывая формулы, можем написать, что окружная скорость червячного колеса
откуда следует, что
где d w2
, z 2
и n 2
- соответственно начальный диаметр, число зубьев и частота вращения колеса;
d w1
и n 1
- то же, червяка;
γ w
- начальный угол подъема резьбы червяка;
z 1
- число заходов резьбы червяка.
Охлаждающие ребра размещаются на поверхности корпуса вблизи катушки винта червяком, где наибольшее тепло генерируется трением в зацеплении. Дополнительным преимуществом, возникающим при использовании ребер, является то, что жесткость тела увеличивается, и его можно достичь без слишком большого увеличения веса.
Здесь мы приходим к эффективности подсборки, которая в этом случае невелика, составляет от 70 до 80% и в значительной степени зависит от угла подъема линии барабана, которая, как было написано ранее, должна находиться в определенных пределах. Если мы говорим о работе в базарале, важно упомянуть смазку, потому что без надлежащего разделения взаимодействующих частей масляной пленки долгое время не приходит компонента. И что в случае червячного снаряда представляет собой серьезную проблему, так это сброс получающегося тепла - для других типов передачи не было столь значительным и видимым.
Передаточное отношение червячной передачи в соответствии с формулами:
где ω 1
и ω 2
- угловые скорости червяка и колеса;
Т 2
и Т 1
- крутящие моменты, передаваемые соответственно червячным колесом и червяком;
η
- к. п. д. передачи.
Передаточное число червячной передачи u
определяется по формуле
Если ведущее звено - червяк, то передаточное отношение i
и передаточное число u
имеют одинаковое значение. Для червячных передач, так же как и для зубчатых, номинальные значения передаточных чисел u
стандартизованы ГОСТ 2185-66, СГ СЭВ 221-75.
Масло прямо и буквально контактирует с источником тепла и может снизить его интенсивность до минимума и поддерживать его уровень, чтобы он мог выполнять свою роль и предотвращать повреждение трансмиссии. Слишком высокие температуры могут привести к перегреву и в результате захвата редуктора, поэтому свойства используемого масла должны соответствовать ожиданиям и условиям, которые преобладают.
Одним из многих преимуществ червячных редукторов является способность работать в нескольких разных положениях, что видно на нескольких поверхностях с фиксирующими отверстиями, расположенными, например, на 3 перпендикулярных стен тела. В этом случае используются относительное положение и размеры винта и червя, а также точный диаметр червячного колеса достаточен для обеспечения достаточной смазки для поддержания эффективной смазки. Ключевое условие определяет уровень масла, который должен поддерживаться в каждом положении и, как правило, немного ниже самой нижней точки уплотнительного кольца вала.
Из анализа формулы
следует, что по сравнению с обыкновенными зубчатыми передачами передаточное отношение (передаточное число) червячной передачи может быть значительно большим. Так, например, при однозаходном червяке (z 1 =1
) и червячном колесе с z 2 =100
передаточное число передачи u=100
. При одном и том же передаточном числе червячная передача гораздо компактнее обыкновенной зубчатой передачи. Возможность осуществления большого передаточного числа при одной ступени передачи, компактность, плавность и бесшумность работы - основные достоинства червячных передач. Благодаря этим достоинствам червячные передачи широко применяют в подъемно-транспортных машинах, различных станках и некоторых других машинах. Передаточное число червячной передачи принимают обычно в пределах u=8...90
, но в специальных установках оно доходит до u=1000
и более.
При смазывании следует упомянуть, что трансмиссия без присмотра, т.е. когда мотор-редуктор работает на одном и том же трансмиссионном масле на весь срок службы коробки передач. Поскольку масло известно и во время эксплуатации, они образуют неотделимую единицу, и передача без масла не будет достаточно долго. С годами развитие нефтяной промышленности увеличилось, с одной стороны, увеличились требования к смазочным материалам, увеличилась передача энергии, уменьшился размер коробки передач, уменьшилась емкость масляных баков.
С другой стороны, масла стали и стали все лучше, отвечают более высоким ожиданиям, их параметры выросли. По существу, каждое масло состоит из базового масла и подходящих добавок для улучшения свойств, при которых доля и тип зависят от использования смазки, и это следующие вещества.
В червячной передаче помимо потерь передаваемой мощности, свойственных зубчатой передаче, имеются потери мощности, свойственные винтовой паре. Следовательно, к. п. д. червячной передачи значительно меньше, что является основным недостатком червячных передач. К недостаткам относятся также склонность витков резьбы червяка и зубьев колеса к заеданию и необходимость применения для венцов червячных колес дорогих антифрикционных материалов. Из-за этих недостатков червячные передачи применяют значительно реже зубчатых и только для передачи небольших и средних мощностей, обычно до 50 кВт и реже - до 200 кВт.
Антиокислительные и коррозионные добавки и водоотталкивающие средства. Очистка и дезинфекция частиц примесей. Смазочные материалы при более высоких нагрузках, которые предотвращают прерывание масляной пленки и увеличивают адгезию масляных частиц к металлу.
Антипенные добавки и предотвращение попадания металла в химическую реакцию с маслом. Депрессанты снижают температуру затвердевания. Высокая вязкость, снижающая вязкость. Как вы можете видеть выше, это немного, но то, что еще отличает масло, является своего рода базой, а именно минеральными и минеральными маслами. Минеральные масла получают путем перегонки сырой нефти. Синтетическое масло искусственно получают путем переработки углеводородных соединений. Поскольку синтез нефтяного основания может прямо или косвенно влиять на свойства смазки, можно улучшить свойства, которые соответствуют старению масла, то есть устойчивость к окислению, термическое разложение и гидролиз.
Система червячной передачи состоит из двух компонентов - колеса и самого червяка. Она необходима для того, чтобы получить вращение и передать его между перекрещивающимися валами (от одного ко второму), снижая при этом скорость и количество оборотов. Колесо работает в сцепке с червяком, который может иметь левую или правую резьбу, а также одно- или многозаходную.
Отделочные добавки еще больше улучшают свойства и усиливают прогон мельницы, а вот водоотталкиватели и масло предотвращают попадание металла в металл. Широко используемые передачи в машиностроении - это червячные передачи. Такая популярность получила не только благодаря своим техническим характеристикам, но и благодаря простой конструкции и выгодному соотношению цены и мощности от активного вала до пассивного. По сравнению с другими типами редукторов червячные редукторы характеризуются способностью достигать высоких передаточных отношений на одном этапе и благоприятными условиями передачи нагрузки.
Основные данные
Червяк представляет собой винт с резьбой, который передает свое вращение винтовому колесу с зубцами дугообразной формы, заставляя его вращаться.
Зубцы и витки винта находятся в сцепке. Оси валов червячного колеса перекрещиваются под прямым углом, винты пересекаются в одной плоскости и взаимно перпендикулярны.
Работа всех червячных редукторов характеризуется высоким уровнем скольжения в зацеплении, которое в каждой паре фрикционных элементов подавляет вибрацию, что приводит к плавной и плавной работе редуктора при условии достижения оптимальных условий работы. Следует помнить, что червячная передача принадлежит к так называемой семье. винтовые редукторы, т.е. шестерни с непараллельными осями. Можно сказать, что червячная передача похожа на дальнейшее развитие винтовых редукторов. Более слабая сторона червячного редуктора по сравнению с другими редукторами менее эффективна, что уменьшается по мере увеличения передаточного числа.
Возможность самоторможения допускает движение только от червяка к колесу, в противном случае может начаться торможение и произойдет стопор.
Винт с режущими зубьями является червячной фрезой, которая используется в червячном колесе. Такие фрезы имеют различные классификации (по обработке, количеству заходов и т.д.).
Разновидности
Классификация червячных передач подразделяется на два вида: глобоидные зубчатые червячные колеса и цилиндрические. Глобоидный вариант требует сосредоточенного точного изготовления и повышенного внимания к охлаждению, а при изнашивании он очень тонко реагирует на смещение винта по оси. Цилиндрический вид имеет круговые цилиндры на поверхностях колеса и червяка (начальной и делительной).
Резьба червяков может иметь трапецеидеальную резьбу в осевом сечении (самый популярный тип - архимедов), такой же профиль, но в нормальном сечении (конволютные), эвольвентные (с аналогичной названию резьбой в осевом сечении) или с вогнутым профилем для максимального контакта с колесом.
Достоинства и преимущества
К преимуществам можно отнести:
- тихий и плавный ход за счет специальной сцепки;
- надежную работу;
- небольшие размеры и компактность конструкции;
- возможность редуцирования (получения больших передаточных чисел) с применением одной ступени;
- самоторможение или стопор, отсутствие возможного обратного хода;
- простота использования и изготовления червячных колес;
- невысокая стоимость относительно других редукторов (цилиндрических).
Что касается с которыми часто сравнивают червячные конструкции, к их достоинствам относят высокий коэффициент полезного действия, слабоощутимый нагрев и незначительный люфт выходного вала. Они такие же надежные и имеют высокую работоспособность, самостоятельный стопор отсутствует.
Недостатки
К главным недостаткам червячного колеса относят пониженную мощность и ограничения по ее передаче, уменьшение коэффициента полезного действия, вследствие чего невозможна передача весомых нагрузок. Также для изготовления некоторых деталей необходимо строгое соблюдение точности, использование дорогих и редких материалов, специальных смазывающих средств, а при быстром изнашивании или застревании важны качественные регулировки. К минусам могут относить и повышение температуры корпуса и нагрев в месте сцепления, увеличение люфта выходного вала при изнашивании редуктора.
Периодически возникает необходимость обратить выходной вал, не прибегая к запуску редуктора. В этой ситуации стопорение, которое считается достоинством данного типа, становится его недостатком.
Несмотря на все имеющиеся изъяны в виде повышенного выделения тепла и недостатка передачи мощности, этот вариант передачи используют в тех случаях, когда нет весомых нагрузок ударного типа. Это бюджетный и сравнительно дешевый вариант, который применяют в машиностроении, мешалках, транспортерах и на конвейерах.
Червячные передачи сравнивают с цилиндрическими, у которых также есть ряд недостатков. Они имеют низкое передаточное число с применением одной ступени.
Сфера применения
Применяются червячные передачи в качестве редуктора, с целью уменьшения количества оборотов. Такой элемент используется для автомобилей и прочего транспорта, в различных станках и кранах, машинах, при подъеме грузов.
Актуально применение колес червячной передачи в тех случаях, когда при небольших затратах требуется уменьшить вращение и ускорить крутящий момент. Червяк в каждом из этих вариантов задает движение, колесо реагирует.
Конструкция изделия
Как известно, червячное колесо - это передача, состоящая из двух звеньев: ведомого и ведущего, которые работают в сцепке. Главным является червяк в виде винта, задающий движение второму элементу - косозубому колесу. Именно по его зубьям скользят витки, располагающиеся на винте.
Все вместе это является зубчато-винтовой системой. Чаще всего червячные колеса - составные, это влияет на стоимость, понижая ее.
Червяк является ведущим, и чаще всего обратная передача нереализуема, поскольку
это может вызвать торможение редуктора. Зубья червяка представляют собой продольно-круговые витки.
Архимедовы винты - самый распространенный вид червяков в машиностроении. Этот вариант востребован и прост в изготовлении.
К стандартным вариантам червячных колес в машиностроении относят биметаллическую, бандажированную и болтовую конструкции. Первая часто встречается в серийном производстве.
Используемые материалы
Для изготовления червячного колеса используют специализированные которые препятствуют заеданию и застреванию, способствуют долгосрочной работе и стойкости к изнашиванию, влияют на коэффициент трения, снижая и уменьшая его.
В том случае, если все материалы подобраны грамотно, коэффициент полезного действия увеличивается, а трение не вызывает дополнительных затрат.
Для звеньев используют различные материалы и сплавы: для винта - сталь, особое внимание уделяя марке материала и его закалке. Чаще всего винт является цельным, совместным с валом. Периодически встречаются насадные варианты.
При изготовлении колеса применяют бронзу, а также сплавы из олова и никеля, алюминия и железа. Возможно применение чугуна, латуни для зубчатого венца. Часто колесо имеет стальную или чугунную ступицу. Отливают колеса с помощью центробежного метода.
Формы и виды
Винты подразделяются на левые и правые, в зависимости от расположения и направления витков. В первом случае винт выкручивается, выполняя движение по часовой стрелке. Во втором случае, двигаясь в том же направлении, винт вкручивается. Эти изменения можно заметить при отслеживании движения с торца винта.
Винт может иметь один или много витков (гребней), которые, в зависимости от количества, размещены на винтовой линии, располагающейся на делительном цилиндре. Это характеризует число заходов винта.
Червяк может находиться сверху, внизу или сбоку от колеса, изменяя таким образом форму передачи.
Вал червячного колеса может иметь горизонтальное или вертикальное расположение.
Также может различаться поверхность и профиль резьбы винта, при этом возможно несколько вариантов передачи, в каждом из которых свой способ нарезания (с конволютным, эвольвентным, архимедовым винтом).
Кроме того, в червячных колесах возможны различия, в зависимости от формы поверхности винта, на которой образуется его резьба (цилиндрический или глобоидный винт). Во втором случае передача обладает более высоким коэффициентом полезного действия, но является непростой при создании и выпуске, отличительная черта образования - дуга окружности. В первом варианте отличительной чертой является прямая линия, которая образует делительную поверхность.
Червячное колесо - это основная часть червячной передачи, в которую входят колесо и винт. Эти два звена являются червячной парой, которая взаимодействует друг с другом по принципу винтовой. На ее основе изготавливаются редукторы. Изделие имеет низкий коэффициент полезного действия, но является простым в изготовлении и применении.
Мы рассмотрели, что представляет собой червячное колесо, выделили основные преимущества и недостатки, указали материалы производства и сферу применения.