Основные виды червячных передач

Вид червячные передачи определяет:

- форма поверхности червяка;

- расположение червяка относительно колеса;

- степень точности изготовления.

а) б)

Рис. 46. Схемы червячных передач:

а) - с цилиндрическим червяком; б) - с глобоидным червяком

В зависимости от формы поверхности червяка червячные передачи делят на цилиндрические и глобоидные (рис. 46). Глобоидные передачи имеют более высокую несущую способность (в 2 … 3 раза по сравнению с червячными цилиндрическими) и повышенный КПД, но они более сложны в изготовлении и требуют высокой точности в сборке, поэтому наиболее применяемыми являются цилиндрические червячные передачи.

По расположению червяка относительно колеса различают передачи с нижним, верхним и боковым вертикальным и горизонтальным червяком (рис. 47). Расположение червяка обусловлено особенностями работы червячного механизма. Схему с нижним расположением червяка применяют при окружных скоростях червяка до 4 … 5 м/с (частота вращения червяка n ₁ < 1000 об/мин). Такое расположение обеспечивает передачу большой мощности по критерию нагрева, так как обеспечивается лучший отвод тепла от червяка (червяк расположен в масле), но хуже в отношении утечки масла.

а) б) в) г)

Рис. 47. Схемы расположения червяка относительно колеса:

а) - с нижним расположением червяка; б) - с верхним расположением червяка; в) - с боковым вертикальным расположением червяка; г) - с боковым горизонтальным расположением червяка

Схему с верхним расположением червяка применяют в быстроходных передачах для снижения потерь, связанных с перемешиванием и разбрызгиванием масла быстроходным червяком. Смазка передачи происходит погружением нижней части колеса в масло.

Схемы с боковым вертикальным и горизонтальным расположением червяка применяют, как правило, в специальных редукторах, применение которых обусловлено особенностями конструкции привода. Недостатком таких схем является трудность смазывания верхних подшипников вертикальных валов червяка или колеса, и подтекание масла через нижний и боковой уплотнители валов.

Рис. 48. Схема к определению скорости скольжения V_s:

V ₁ и V ₂ - окружные скорости червяка и колеса на делительном диаметре;

γ - угол подъёма винтовой линии червяка на делительном диаметре

Особенностью работы червячной передачи является не обкатывание начальных цилиндров червяка и колеса, как это происходит в зубчатой цилиндрической передаче, а их скольжение, так как окружные скорости червяка V ₁ и колеса V ₂ направлены под углом 90° друг к другу (рис. 48). При вращении витки червяка скользят по зубьям колеса как в винтовой паре.

Если в цилиндрических зубчатых передачах вектор скорости скольжения направлен по нормали к контактной линии (или почти по нормали в косозубых передачах), что позволяет образовать масляный клин в зацеплении зубьев колёс, то в червячной передаче вектор скорости скольжения V_s направлен по касательной к витку червяка в направлении его вращения. В средней части зуба червячного колеса скольжение происходит вдоль контактных линий, вследствие чего масляный слой образоваться не может. Направление вектора скорости скольжения V_s вдоль контактных линий является причиной повышенного износа в зацеплении червяка и колеса, склонности к заеданию и пониженного КПД передачи.

Для цилиндрических червячных передач установлены 12 степеней точности, обозначаемых в порядке убывания точности изготовления. Выбор степени точности обусловлен условиями работы передачи - значением скорости скольжения V_s, передаваемой мощностью, режимом работы и т. д. Для силовых передач применяют 6, 7, 8 и 9 степени точности.