Загальні відомості та класифікація черв'ячних передач

Задопомогою черв'ячної передачі здійснюється передавання обер­тового руху між валами, осі яких мимобіжні в просторі і утворюють прямий кут. Черв'ячна передача (рис. 28.1) складається із черв'яка 1, що має форму гвинта, та черв'ячного колеса 2, яке на­гадує зубчасте колесо з косими зубцями угнутої форми. Передаван­ня обертового руху у черв'ячній передачі здійснюється за принципом гвинтової пари, де гвинтом є черв'як, а гайкою є колесо – сектор, вирізаний із довгої гайки і зігнутий по колу.

У більшості випадків ведучим є черв'як і передача працює на зменшення частоти обертання веденого вала, хоча можливе переда­вання обертового руху і від черв'ячного колеса до черв'яка.

У зачепленні контакт вітків черв'яка та зубців черв'ячного коле­са відбувається по лінії (на відміну від гвинтових зубчастих передач, де є точковий контакт зубців), до того ж із значним ковзанням. Тому через значні втра­ти у зачепленні черв'ячні передачі застосо­вують для передавання малих та середніх (до 50 кВт) потужностей, хоча зустрічаються і передачі, які здатні передавати потужність до 200 кВт.

За допомогою черв'ячної передачі можна реалізувати велике передаточне число u = 7...100 і більше. Такі передачі як кінема­тичні, так і силові використовують у підйом­но–транспортних машинах, різних металооб­робних верстатах, транспортних засобах тощо.

Порівняно з іншими механічними передачами черв'ячні передачі мають такі переваги:

а) плавність та безшумність роботи при високих швидкостях;

б) достатньо висока надійність та простота догляду в експлуатації;

в) компактність, малі габаритні розміри при великому пе­редаточному числі;

г) можливість виконання передачі самогальмівною (неможлива передача обертового руху від черв'ячного колеса до черв'яка).

До недоліків черв'ячних передач належать:

а) порівняно невисокий ККД, що не перевищує у деяких випадках 0, 70–0, 85;

б) використання для черв'ячного колеса дорогих анти­фрикційних матеріалів;

в) низька несуча здатність у порівнянні з зубчастими передачами.

Мале значення ККД черв'ячних передач не дозволяє використову­вати їх для передавання великих навантажень, оскільки суттєві втрати потужності за рахунок тертя у зачепленні призводять до знач­ного нагрівання передачі. Тому черв'ячні передачі краще застосову­вати у приводах періодичної дії

Черв'ячні передачі і їхні елементи класифікують за такими озна­ками:

– за формою початкової поверхні черв'яка – циліндричні чи глобоїдні;

– за формою профілю витків черв'яка у торцевій площині – конволютн і (черв'як ZN), евольвентні (черв'як ZI), архімедов і (черв'як ZA) та ін.;

– за розміщенням черв'яка щодо колеса – з нижнім, верхнім та бічним розміщенням черв'яка;

– за конструктивним оформленням – відкри­ті та закриті, що працюють у спеціальному корпусі.

На практиці більше застосовують черв'ячні циліндричні передачі архімедовим черв'яком ZA як більш прості у виготовленні.

Черв'ячна передача. Для черв'ячної передачі без зміщення міжосьова відстань визначається як півсума ділильних діаметрів черв'я­ка та черв'ячного колеса (див. рис. 28.4):

a_w = а = 0, 5 · (d₁ + d₂) = 0, 5 · m · (q + z₂). (28.10)

Інколи черв'ячну передачу виготовляють із зміщенням (коригова­ною) для того, щоб вписати її у задану або стандартну міжосьову від­стань.

Для нарізування черв'ячних коліс із зміщенням і без зміщення на практиці використовують один і той же інструмент (черв'ячні фрези). Тому черв'як (аналог інструмента) завжди нарізають без зміщення.

При заданій міжосьовій відстані a_wкоефіцієнт зміщення

х = (a_w – а)/m = a_w/m – 0, 5 · (q + z₂). (28.11)

Відповідно міжосьова відстань черв'ячної передачі зі зміщенням

a_w = 0, 5m · (q + z₂ + 2x), (28.12)

а діаметри вершин та впадин черв'ячного колеса

d_a2=d₂ + 2m · (1+ x); d_f2 = d₂ – 2m · (1, 2 – х).

За умовою непідрізання зубців коефіцієнт зміщення х убільшості випадків беруть –1 < х < +1.