Червячная передача

Червя́чная переда́ча (зубчато-винтовая передача) — механическая передача, осуществляющаяся зацеплением червяка и сопряжённого с ним червячного колеса [1] (для преобразования угловой скорости и усилия вращения) или гайки (для линейных перемещений). Червячный привод или «бесконечный винт» был изобретён Архитом Терентским, Аполлонием Пергским или Архимедом, причём последний из них считается наиболее вероятным автором [2] . Червячный двигатель позже появился на Индийском субконтиненте, где он использовался в хлопкоочистительных машинах во времена Делийского султаната в тринадцатом или четырнадцатом веках [3] . Одним из основных преимуществ червячных приводов является то, что они могут передавать движение под углом 90 градусов.

Червяные пары: червячные колеса и червяки

Червячная пара передает вращение по перекрещивающимся (но не пересекающимся, в отличие от конических шестерен) осям.

Червячная пара состоит из червячного колеса и червяка. Червячное колесо изготавливают из антифрикционного материала (чугун, бронза). Часто средняя часть червячного колеса делается из стали, а на нее одевается венец из бронзы (иногда чугуна). Червяк представляет из себя винт с особой «резьбой». Червяки изготавливают не только однозаходными, но и многозаходными (как, например, на рисунках выше).

Изготовление червячных колес и изготовление червяков весьма востребованная операция из-за широкого распространения червячных редукторов, что обусловлено целым рядом достоинств червячных пар:

большие передаточные отношения в одной паре и, как следствие, компактность редукторов;
часто, удобство компоновки вследствие перекрещивания осей валов;
плавность и бесшумность работы;
при небольшом угле подъема червяка обладают эффектом самоторможения, являясь необратимыми (нельзя вращать червяк, прикладывая усилие к червячному колесу).

Недостатки червячных пар:

повышенные потери на трение и, как следствие:высокие требования к качеству сборки;
- невысокий КПД;
- тепловыделение;
- высокий износ;
Механическая червячная пара была изобретена давно, и родилось это изобретение, благодаря усилиям знаменитого и всем известного учёного и философа Архимеда. Изобретённая им деталь – червяк, значительно изменила и усовершенствовало не только технику того времени, но и повлияло на ход истории.
Червячная пара состоит всего из двух деталей:
- Червяк;
- Червячное колесо;
Червяк – является фактически видоизменённой шестернёй, где зубья из параллельного сечения преобразованы в продольно-круговое, то есть в витки. Форма червяка стала образом шурупов, болтов, винтов. Червяк используется в промышленности, сельском хозяйстве и в быту. Всем известная мясорубка имеет червячный рабочий вал, который и обеспечивает непрерывное поступление продуктов к ножу с сеткой. Не все знают, что во многих мясорубках задействован ещё один червяк, который находится внутри, то есть в редукторе мясорубки. Правда, в редукторе червяк работает в червячной передаче, которая понижает обороты двигателя, при этом значительно повышая мощность на выходном валу.
Червячное колесо, естественно, не используется без червяка. Червячные колёса могут изготавливаться из металла, пластика, композитных материалов (стеклопластик, эбонит). Металлические червячные колёса могут быть составные, то есть рабочая поверхность с зубьями изготавливается из антифрикционного металла – бронзы, а само колесо из стали (чугуна, нержавеющей стали), алюминия, или из пластика. Так же, чтобы повысить механическую прочность зубцов червячного колеса и самого червяка, после нарезки их закаливают, это относится непосредственно к шестерням из стали.
Чтобы увеличить площадь зацепления зубцов на червячном колесе и червяке, зубцы делают вогнутыми. Так же для увеличения различных вариантов создания червячной пары, зубцы могут располагаться не параллельно оси червячного колеса, а под некоторым углом.
Достоинства червячных передач
Технологические особенности червячной пары позволяют делать редукторы с большим передаточным соотношением. При этом данная передача остаётся компактной и выдерживает большие нагрузки. Основные достоинства червячной пары (передачи):
- Высокое передаточное соотношение при использовании всего двух деталей. Оно может достигать 1:110, хотя такие передачи используются не так часто. Чтобы получить такое соотношение использую только цилиндрические устройства (шестерни), то для этого понадобится минимум передача из 3-х деталей (шестерён);
- Компактность редуктора на основе червячной пары, опять же, благодаря червяку;
- Высокая плавность хода, по сравнению с цилиндрическими системами;
- Низкий уровень шума червячной передачи основан на том, что червяк плавно скользит по зубцам, в отличие от цилиндрических шестерёнчатых передач;
- Червячная передача обладает так называемым эффектом самоторможения. Данное свойство приносит дополнительные положительные функции – отпадает необходимость использовать тормозное устройство. При этом червяк не даёт проворачиваться червячному колесу самостоятельно. Но это свойство может создавать дополнительные трудности, поэтому обязательно учитывается при создании механизмов на основе червячных пар.
Недостатки червячных пар
Естественно, множество механизмов, имея различные достоинства, не лишены многих недостатков. Червячная пара так же имеет некоторые недостатки, которые учитываются при создании редукционных систем и механизмов на её основе:
- Низкий процент КПД, образуется в результате высокого коэффициента трения червяка с зубчатым колесом. На КПД так же влияет высокое передаточное соотношение. В среднем КПД зубчатых передач равен около 55%. Чтобы его повысить, для зубчатого колеса и поверхности червяка используют материалы с низким коэффициентом трения – бронзу, закалённую сталь. В некоторых системах используют пластики на основе капрона (и другие современные модификации), они обладают не только низким коэффициентом трения, но значительно снижают уровень шума.
- Высокий нагрев редукторов на червячной паре. Опять же, всё из-за вездесущего трения. Поэтому для снижения трения используют специальные смазки, а так же дополнительное охлаждение, которое может производиться непосредственно подачей воздуха. Создание ребер охлаждения на корпусе редуктора, использование бронзовых червячных колёс – всё это делается для удаления излишков тепла и является отрицательной стороной червячной передачи.
- Червячные передачи можно использовать для передачи мощности не более 60 кВт, при повышении этого порога используют глобоидные передачи. Правда, такие системы редкость, но всё же встречаются в некоторых промышленных механизмах. При этом берут во внимание непосредственно конкретные условия эксплуатации, где учитываются сотни факторов механизма и условий его работы, а так же экономическую эффективность и целесообразность.
- Ещё один недостаток – это люфт выходного вала, который увеличивается при износе червячного колеса. Несмотря на это, на основе червячных систем создаются механизмы, которые используются в устройствах ЧПУ, роботизированных механизмах, и прецизионных устройствах.
Червячные пара в основном используются в самостоятельном исполнении, на её основе создаются различные классы редукторов. Несмотря на некоторые недостатки системы, в редукторах она используется как наиболее распространённая. По факту, червячные редукторы имеют больший износ и меньший ресурс эксплуатации, но это связанно не сколько от самой системы, а зависит непосредственно от режима эксплуатации. Использование редукторов на основе червячной пары имеет некоторые особенности, которые, как правило, указываются непосредственно в документах об их эксплуатации. При соблюдении описанных там правил, время работы червячных редукторов отвечает их гарантированным срокам.
Если у вас возникли вопросы или вы хотите узнать цены, обращайтесь в отдел сбыта по телефону:
+7 (4842) 75-10-21 (многоканальный)
Профессиональные сотрудники предоставят Вам дополнительную информацию и помогут оформить заявку.
Возникли вопросы?
Свяжитесь с нами по телефону +7 (4842) 75-10-21
Конструктивные особенности безлюфтовой червячной передачи
В конструкции стандартной безлюфтовой червячной передачи присутствует:
- червяк;
- червячное колесо;
- механизм для выборки зазора.
Винт с резьбой — это червяк. Профиль резьбы идентичен трапецеидальной. Зубчатое колесо, оснащенное косыми зубьями, имеющими специальный профиль — это червячное колесо. Зазор в червячной безлюфтовой передаче устраняют посредством устройства, состоящего из подпружиненного червяка, контактирующего с червячным колесом, пары конических шестерен кинематически соединяющих мобильный червяк с его аналогом передачи.
Второй более простой вариант — косозубые шестерни, обеспечивающие выбор зазоров автоматически в условиях реверсирования передачи. Наиболее часто в роли ведущего элемента выступает червяк с небольшим количеством витков.
Классификация
Зубчатые колеса червячных передач подразделяются на разновидности по следующим признакам:
- направление витка передачи, правые или левые;
- конфигурация нити червяка: конволютные, архимедовы, нелинейные;
- форма наружной поверхности: глобоидные и цилиндрические;
- профиль зуба: прямые, роликовые, вогнутые;
- расположение червяка по отношению к колесу: нижние, боковые, верхние;
- тип зуба: полные с непрерывным вращением, зубчатые секторные.
При вогнутой поверхности у ведущих элементов узла возрастает количество в одновременном зацеплении зубьев. Это повышает мощность, КПД червячной передачи. Глобоидные модификации сложны в изготовлении. При вогнутой наружной плоскости витки строго одинаковой высоты. Для скоростных передач оптимально верхнее размещение червяка. При необходимости компактного узла рациональным станет боковое положение. Если в устройстве картерный метод смазки, то для оборудования наиболее подходящая передача с нижним размещением червяка в узле.
Бронзовые втулки скольжения
Втулки, изготовленные из антифрикционных материалов, выполняют роль подшипников скольжения. Они имеют различную конструкцию: гладкие, с фланцем и пластины вкладыша, изготовляются из разных материалов. Подшипники скольжения находят широкое применение при производстве оборудования для горной и шахтной техники, тракторов, насосов, прессов. Обладая маленьким коэффициентом трения, хорошей пластичностью и теплопроводностью, втулки из бронзы снижают аварийность техники, повышают надежность и срок работы оборудования. Основной сферой применения бронзовых втулок скольжения являются следующие отрасли промышленности:
- Горнодобывающая – экскаваторы для карьерных работ и дробилки.
- Автомобильная – большегрузные автомобили.
- Железнодорожная – электровозы.
- Гидроэнергетика – изготовление сервомоторов и гидротурбин.
- Тяжелая промышленность – прокатные станы, венцы червячных колес, цилиндры, оборудование для штамповки и ковки, гидравлические прессы.
Использование втулок во многих отраслях промышленности способствует развитию производства. Самым высококачественным сырьем считаются оловянные бронзы, хотя продукция имеет высокую цену, но пользуется спросом.
Порядок работы
Вы отправляете заказ любым удобным способом, а также предоставляете чертежи или примеры изделий. Наши менеджеры свяжутся с вами для уточнения деталей работы.
Выполняем заказ в оговоренные сроки и в установленном объеме.
Проверяем готовую партию на предмет наличия брака.
Отправляем вам готовые изделия ближайшим доступным транспортом.
Цены на услуги
Изготовление червячных колес
Ваши выгоды при сотрудничестве с нами
Богатый опыт. Уже более 15 лет наше предприятие выполняет заказы для предприятий по всей россии, в том числе и из государственного сектора.
Выгодные условия. Мы принимаем заказы на изделия любой сложности и предоставляем специальные скидки при покупке крупных партий.
Развитая логистика. В нашем распоряжении — собственные склады, на которых всегда находится необходимые материалы, а также готовые типовые изделия.
Качественный сервис. Мы помогаем клиентам подобрать оптимальный вариант для выполнения заказа, оказываем услуги разработки чертежей на основе примеров деталей или ТЗ.
Высокая скорость. Принимаем как обычные, так и срочные заказы. Закрепляем сроки завершения работ в договоре и гарантируем и соблюдение.
Современные технологии. Они позволяют нам обеспечить высокую точность при работе с чертежами клиентов. С их помощью мы выполняем даже сложные заказы, за которые не возьмутся другие компании.
Чтобы заказать услуги изготовления червячных пар любой сложности, свяжитесь с нами по телефонам в Москве: +7 (495) 730-222-4, +7 (985) 540-01-00 или оставьте заявку на сайте.
голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Как шить меховые воротники