Червячные передачи

Тема № 9

Червячные передачи

Червячная передача передает вращение между пересекающимися валами (рис.8.). Червяк может быть однозаходным или иметь несколько заходов. Червячными  передачами можно передавать мощность до 750 кВт, КПД — 0,7-0,9..

Движение в червячных передачах преобразуется по принципу винтовой пары или по принципу наклонной плоскости. Червячная передача состоит из винта, называемого червяком и зубчатого колеса, называемого червячным колесом. Червячную пару изготовляют из материалов, обладающих анти­фрикционными свойствами и износостойкостью: червяк — из угле­родистых или легированных сталей, венец или червячное колесо — из бронзы или чугуна..

Рис. 8.Схема червячной передачи.

Достоинства червячных передач:

1. Возможность получения большого передаточного числа в одной ступени (i = 8...200).

2. Плавность и бесшумность работы.

Рекомендуемые материалы

3. Компактность (малые габариты).

4. Самоторможение (невозможность передачи вращающего момента от червячного колеса к червяку).

5. Демпфирующие свойства снижают уровень вибрации машин.

Недостатки червячных передач:

1. Значительное трение в зоне зацепления.

2. Нагрев передачи.

3. Низкий КПД.

Червячные передачи используются в устройствах с ограниченной мощностью (обычно до 50 кВт).

Червячные передачи применяют в грузоподъемных и тяговых лебедках, талях, механизмах подъема грузов, стрел и поворота автомобильных и железнодорожных кранов, экскаваторах, лифтах, и других машинах.

Червяки. По форме поверхности различают – цилиндрические и глобоидные червяки. 

Передаточное отношение. В червячной передаче в отличие от зубчатой окружные скорости v₁ и v₂ не совпадают. Они направлены под углом 90° и различны по величине. Передаточное отношение

Так как z₁ может быть равным 1, 2 или 4 (чего не может быть у шестерни), то в одной червячной паре можно получить большое передаточное отношение.

Скольжение в зацеплении. При движении витки червяка скользят по зубьям колеса, как в винтовой паре. КПД червячной передачи определяют по формуле

КПД увеличивается с увеличением числа заходов червяка (увеличивается ) и с уменьшением коэффициента трения или угла трения ф.

Основные критерии работоспособности и расчета. Червячные передачи рассчитывают по напряжениям изгиба и контактным напряжениям. Здесь чаще наблюдается износ и заедание. Для предупреждения заедания применяют специальные антифрикционные пары материалов: червяк — сталь, колесо — бронза или чугун.

. Основной расчет ведут по контактным напряжениям. Расчет по напряжениям изгиба выполняется как проверочный.

Расчет по контактным напряжениям. Уравнение

Обратите внимание на лекцию "24 Эквивалентные схемы электрических подсистем".

применяют и для расчета червячных передач. Для архимедовых червяков радиус кривизны витков червяка в

Расчет по напряжениям изгиба. На изгибную прочность рассчитывают только зубья колеса, так как витки червяка по материалу прочнее зубьев колеса.

Тепловой расчет, охлаждение и смазка. В червячных передачах происходят значительные потери передаваемой мощности на трение, Поэтому для червячных редукторов производят тепловой расчет. Количество теплоты, выделяющейся в передаче в секунду, или тепловая мощность

где P₁ – мощность на входном валу, Вт; η – КПД передачи