Открыть главное меню
Worm Gear and Pinion.jpg
Разводной ключ имеет червячную передачу
Worm Gear.gif

Червя́чная переда́ча (зубчато-винтовая передача) — механическая передача, осуществляющаяся зацеплением червяка и сопряжённого с ним червячного колеса[1].

Содержание

КонструкцияПравить

Червяк представляет собой винт со специальной резьбой, в случае эвольвентного профиля колеса форма профиля резьбы близка к трапецеидальной[2]. На практике[2] применяются однозаходные, двухзаходные и четырёхзаходные червяки.

Червячное колесо представляет собой зубчатое колесо. В технологических целях червячное колесо, как правило[2], 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.

ФункционированиеПравить

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 (зубчатому колесу), из-за сил трения передача работать не будет. Передаточные отношения червячной передачи закладываются в пределах от 8 до 100, а в некоторых случаях — до 1000[1].

Достоинства и недостаткиПравить

 
Червячная передача обладает эффектом самоторможения и является необратимой, что делает ее идеальной для тяжелых рулевых механизмов, как показано здесь, на старом паровом грузовике Foden
 
Механический счётчик имеет червячную передачу
 
Гитарные колки также имеют червячную передачу
  • Достоинства:
    • Плавность работы;
    • Малошумность;
    • Большое передаточное отношение одной пары, — червячные редукторы с большим передаточным числом значительно компактнее и легче, чем эквивалентные шестеренчатые, и менее материалоёмки;
    • Самоторможение — при некоторых передаточных отношениях;
    • Повышенная кинематическая точность.
  • Недостатки:
    • Повышенные требования к точности сборки, необходимость точной регулировки;
    • При некоторых передаточных соотношениях передача вращения возможна только в одном направлении — от винта к колесу. (для некоторых механизмов может считаться достоинством).
    • Существенное взаимное проскальзывание рабочих поверхностей, отсюда:
      • Высокие требования к геометрической точности и прочности поверхностей трения;
      • Сравнительно низкий КПД (целесообразно применять при мощностях менее 100 кВт)
      • Большие потери на трение с тепловыделением, необходимость специальных мер по интенсификации теплоотвода;
      • Повышенный износ и склонность к заеданию.
      • Необходимость компенсации осевых усилий, возникающих в опорах червячного вала.

Указанные недостатки обусловлены связанной с геометрией передачи невозможностью получения жидкостного трения[3].

КлассификацияПравить

Червяки различают по следующим признакам:

  • по форме образующей поверхности
  • 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
    • трапецеидальный

Зубчатые колёса различают по следующим признакам:

  • по профилю зуба
    • прямой — (контакт по точке, малонагруженные передачи)
    • вогнутый — «охватывающий» червяк (контакт по линии)
    • роликовый — зубья вырожденного сектора заменены гребневым роликом
  • по типу зубчатого колеса
    • полное колесо (с передачей непрерывного вращения)
    • зубчатый сектор (с поворотом сектора на ограниченный угол)
    • вырожденный сектор с роликом (в паре с глобоидальным червяком — рабочая длина сектора меньше рабочей длины червяка, возможна передача большого момента)

ПрименениеПравить

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. Весьма распространенное применение пары типа «глобоидальный червяк с роликовым сектором» — рулевое управление автомобилей.

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.[4] В данном применении полезным оказывается эффект самоторможения (необратимость).

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. 1 2 Червячная передача — статья из Большой советской энциклопедии
  2. 1 2 3 Основы конструирования и детали машин. Курс ОКДМ / Лекционный курс / Червячные передачи. Глава 12 (не позже 2007). Проверено 27 октября 2008.
  3. 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. 336. — 584 с. — 3000 экз. — ISBN 985-06-0081-0
  4. ГИТАРИЗМ.RU - Колки. Архивировано 18 октября 2012 года.

ЛитератураПравить

  • 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

СсылкиПравить