Общие сведения о червячных передачах

Червячные передачи применяют для передачи вращательного движения, между валами, укоторых угол скрещивания осей обычно равен 90^о. Червячные передачи обладают следующими достоинствами:

1. Плавностью и бесшумностью работы.

2. Компактностью и сравнительно небольшой массой конструкции.

3. Возможностью получения больших передаточных чисел.

4. Возможностью получения самотормозящей пары.

В тоже время им характерны следующие недостатки:

1. Низкий КПД, вследствие скольжения витков червяка по зубьям колеса.

2. Нагревание при работе.

3. Изготовление венцов колес из дорогих антифрикционных материалов.

4. Повышенный износ и склонность к заеданию.

В червячной передаче потери в зацеплении составляют основную часть потерь мощности в связи с наличием относительного скольжения витков червяка по зубьям червячного колеса.

Червячная передача является зубчато-винтовой, в связи с этим ей присущи потери свойственные как зубчатой передаче, так и передаче винт-гайка.

Общий КПД червячной передачи находится из выражения:

(1.1)

где η _П - КПД, учитывающий потери в одной паре подшипников, для подшипников качения η _П =0, 99–0, 995; для подшипников скольжения η _П = 0, 97–0, 99; n –число пар подшипников;

η _Р - кпд, учитывающий гидравлические потерн, связанные с перемешиванием и разбрызгиванием масла в корпусепередачи, при средних скоростях принимают η _Р = 0, 97-0, 98;

η _ЗЗ - кпд, учитывающий потери в зубчатом зацеплении. Так как бронзовый зуб червячного колеса легко прирабатывается к винтам червяка, то принимают η _ЗЗ = 0, 97–0, 98;

η _ВП - кпд, учитывающий потери в винтовой паре, которые составляют главную часть всех потерь передачи, определяемые по формуле, выведенной для винтовой пары:

где ρ - угол трения, он зависит не только от материала червяка и зубьев колеса, шероховатости рабочих поверхностей, качества смазки, но и от скорости скольжения.

В режиме полужидкостной смазки силы трения увеличиваются при уменьшении вязкости масла и скорости в зацеплении. При высоких скоростях за счет повышения несущей способности масляного клина между зубьями вступают в силу зависимости, характерные для гидродинамического режима смазки.

Потери на трение в зацеплении обычно принимают пропорциональными полезной нагрузке и относят к так называемым нагрузочным потерям.

Валы современных редукторов обычно устанавливают на подшипниках качения, для которых характерны малые потери на трение:

η _П = 0, 005-0, 010

Потери на перемешивание масла растут с увеличением окружной скорости вязкости масла, ширины зубчатых колёс и глубины их погружения в масляную ванну.

Коэффициент относительных потерь на привод вентилятора Yв существенно зависит от частоты вращения валов.

Раздельное измерение составляющих потерь мощности связано с большими трудностями. Поэтому обычно опытным путем определяют суммарные потери мощности, которые характеризуют общий КПД редуктора.

Средние значения КПД червячных передач с жидкой смазкой при разных числах заходов червяка Z₁ представлены в Таблице.

Таблица