Червячные передачи, их характеристика, область применения

Червячная передача относится к гиперболоидным передачам зацепления с перекрещивающимися осями. Угол перекрещивания обычно равен 90°. Возможны и другие углы, отличные от 90°, однако такие передачи применяют редко.

Работа червячных передач характеризуется значительными скоростями скольжения зубьев из-за несовпадения направления векторов окружных скоростей. Точечный или линейный контакт и скольжение приводит к быстрому изнашиванию и заеданию даже при сравнительно небольших нагрузках.

Однако червячные передачи широко применяют в машиностроении из-за их больших передаточных отношений, небольших габаритов, простоты конструкции.

.В зависимости от места расположения червяка червячные передачи делят на передачи с верхним расположением червяка — червяк находится над колесом и передачи с нижнем расположением червяка — червяк находится под колесом. Иногда червяк располагают вертикально, сбоку червячного колеса.

Виды червяков. По форме червяка различают передачи цилиндрические и глобоидальные. По форме профиля резьбы — с прямолинейным и криволинейным профилем в осевом сечении.

Червяки различают по следующим признакам: форме поверхности, на которой образуется резьба — цилиндрические и глоибоидные., форме профиля резьбы — с прямолинейным и криволинейным профилем в осевом сече­нии. Наиболее распространены цилиндрические червяки. У червяков с прямолинейным профилем в осевом сечении в торцовом сечении витки очерчены архимедовой спиралью, отсюда название — архимедов червяк. Архимедов червяк подобен ходовому винту с трапецеи­дальной резьбой. Его можно нарезать на обычных токарных или резьбрфрезерных станках. Поэтому первые червячные передачи вы­полняли с архимедовыми червяками, которые широко применяют и в настоящее время.

Эвольвентные червяки имеют эвольвентный профиль в торцовом сечении и, следовательно, подобны Косозубым эвольвентным колесам, у которых число зубьев равно числу заходов червяка. Основное преимущество эвольвентных червяков — возможность шлифования витков плоской стороной круга. Однако для этого требуются специ­альные червячно-шлифовальные станки **.

Наиболее распространены цилиндрические червяки. У червяков с прямолинейным профилем в осевом сечении, в торцевом сечении витки очерчены архимедовой спиралью, отсюда название архимедов червяк. Архимедов червяк подобен ходовому винту с трапецеидальной резьбой нарезается на обычных токарных и резьбофрезерных станках — широко применяют в машиностроении притвердости материала до НВ £ 350.

Для высокотвердых шлифеемых витков применяют эвольвентные червяки. Эвольвентные червяки имеют эвольвентный профиль в торцевом сечении и, следовательно, подобны косозубым эвольвентным колесам у которых число зубьев равно числу заходов червяка. Основное преимущество эвольвентного червяка — возможность шлифования витков плоской стороной круга.

Выбор типа червяка определяется способом изготовления — то есть технологией, так как профиль мало влияет на работоспособность передачи.

Стандартные параметры червячной передачи.

Основные параметры червячной передачи стандартизированы ГОСТ 2144 — 76.

— передаточное отношение, — угол подъема витков,

где q — коэффициент диаметра червяка,

d₁ = q m; d_a1=d₁ +2m =(q+2) m; d_f1= d₁ -2,4m = (q -2,4)m);

Радиальный зазор принимается равным 0,2m.

Материалы червячных колес.

При высоких скоростях скольжения и неблагоприятных условиях смазывания материалы червяка и колеса должны обладать антифрикционными свойствами, а также повышенным сопротивлением изнашиванию и пониженной склонностью к заеданию.

Червяки изготовляют из углеродистой или легированной термообработанных сталей (сталь 45, 50, 12ХН3А, 20Х, 40Х, 40ХН, 38ХМЮА и др.). Червячные колеса из бронзы, латуни или чугуна. Обычно червячные колеса делают составными: венец бронзовый или латунный, а центр — из чугуна марок СЧ10, СЧ15 и др.

Критерии работоспособности и виды отказов.

Обычно в червячных передачах наблюдаются изнашивание и схватывание (заедание) “диффузионная сварка” червячного колеса и червяка под нагрузкой. Типичное для зубчатых передач выкрашивание зубьев в червячных передачах наблюдается редко. Поэтому заедание в первую очередь ограничивает нагрузочную способность червячных передач.