Червячная передача

Червячная самотормозящая передача в механизме управления воротами

Червя́чная переда́ча (зубчато-винтовая передача) — механическая передача, осуществляющаяся зацеплением червяка и сопряжённого с ним червячного колеса.

Конструкция

Червяк представляет собой винт со специальной резьбой, в случае эвольвентного профиля колеса форма профиля резьбы близка к трапецеидальной. На практике применяются однозаходные, двухзаходные и четырёхзаходные червяки.

Червячное колесо представляет собой зубчатое колесо. В технологических целях червячное колесо, как правило, изготовляют составленным из двух материалов: венец — из дорогого антифрикционного материала (например, из бронзы), а сердечник — из более дешёвых и прочных сталей или чугунов.

Входной и выходной валы передачи скрещиваются, обычно (но не всегда) под прямым углом.

Функционирование

Передача предназначена для существенного увеличения крутящего момента и, соответственно, уменьшения угловой скорости. Ведущим звеном является червяк. Червячная передача без смазки и вибрации обладает эффектом самоторможения и является необратимой: если приложить момент к ведомому звену (червячному колесу), из-за сил трения передача работать не будет. Передаточные отношения червячной передачи закладываются в пределах от 8 до 100, а в некоторых приложениях — до 1000.

Достоинства и недостатки

• Достоинства:
  • Плавность работы
  • Бесшумность
  • Большое передаточное отношение в одной паре, благодаря чему червячные редукторы с большим передаточным числом значительно более компактны и менее массивны, чем эквивалентные зубчатые
  • Самоторможение
  • Повышенная кинематическая точность
• Недостатки:
  • Сравнительно низкий КПД (целесообразно применять при мощностях не более 100 кВт)
  • Большие потери на трение (тепловыделение)
  • Повышенный износ и склонность к заеданию
  • Повышенные требования к точности сборки, необходимость регулировки
  • Необходимость специальных мер по интенсификации теплоотвода

Указанные недостатки обусловлены связанной с геометрией передачи невозможностью получения жидкостного трения.

Классификация

Червяки различают по следующим признакам:

• по форме поверхности, на которой образуется резьба
  • цилиндрические
  • глобоидные
• по направлению линии витка
  • правые
  • левые
• по числу заходов резьбы
  • однозаходные
  • многозаходные
• по форме винтовой поверхности резьбы
  • с архимедовым профилем
  • с конволютным профилем
  • с эвольвентным профилем

Зубчатые колёса различают по следующим признакам:

• по профилю зуба
  • прямой — (контакт по точке, не нагруженные передачи)
  • вогнутый — «охватывающий» червяк (контакт по линии)
  • роликовый — зубы вырожденного сектора заменены на винтовой ролик
• по типу зубчатого колеса
  • полное колесо (полный оборот, непрерывное вращение)
  • зубчатый сектор (поворот сектора от одного крайнего положения до другого)
  • вырожденный сектор (в паре с глобоидным червяком — рабочая длина сектора меньше рабочей длины червяка)

Применение

Червячная передача главным образом применяется в червячных редукторах.

Достаточно часто червячные передачи используются в системах регулировки и управления — самоторможение обеспечивает фиксацию положения, а большое передаточное отношение позволяет достичь высокой точности регулирования (управления) и(или) использовать низкомоментные двигатели.

Благодаря этим же характеристикам червячные передачи и червячные редукторы широко применяются в подъёмно-транспортных машинах и механизмах (например, лебёдках)

Часто в виде червячной пары изготавливаются механизмы натяжения струн (колковая механика) музыкальных инструментов, например, гитары. В данном применении полезным оказывается эффект самоторможения (необратимость).

Литература

• Скойбеда А. Т. и др. Детали машин и основы конструирования: Учебник. / Скойбеда А. Т., Кузьмин А. В., Макейчик Н. Н. Под общ. ред. А. Т. Скойбеды. — Мн.:Вышэйшая школа, 2000. — С. 335—363. — 584 с. — 3000 экз. — ISBN 985-06-0081-0

Cм. также

• Механическая передача
• Зубчатое колесо
• Редуктор
• Мультипликатор
• Червячный редуктор
• Мотор-редуктор
• Циклоидальная передача

См. также

• Анимированное видео, поясняющее принцип работы червячной передачи