Червячные передачи

Область применения червячных передач

Спецификация

Низкоуглеродистая сталь

Легированная конструкционная сталь

Сталь 45

Бронза и чугун

QT, цементация и закалка

Применение

Конвейерные системы: для применений, где требуется медленное, но мощное движение, например, в конвейерах.

Лифты и подъемники: червячные передачи могут обеспечивать самоблокирующиеся функции, предотвращающие обратный ход.

Дифференциальные передачи в транспортных средствах: некоторые транспортные средства используют червячные передачи в своих трансмиссиях, хотя конические передачи более распространены для большинства применений.

Роторные приводы: червячные передачи используются в различных промышленных машинах, где требуется точное, контролируемое вращение.

Проектирование червячных передач

1. Передаточное отношение:

Передаточное отношение определяется числом зубьев на червячном колесе относительно числа нитей на червяке. Например, если червяк имеет одну резьбу (однозаходный), а червячное колесо имеет 40 зубьев, передаточное отношение составляет 40:1.

Более высокое передаточное отношение означает большее снижение скорости, что увеличивает крутящий момент, но снижает эффективность.

2. Червячная нить:

Однозаходные червяки имеют одну резьбу, а многозаходные червяки имеют более одной резьбы. Многозаходный червяк может достичь более высокой эффективности и более плавной работы. Угол подъема (угол между осью червяка и спиралью резьбы) значительно влияет на эффективность и грузоподъемность передачи. Меньший угол подъема означает больший крутящий момент, но меньшую эффективность, в то время как больший угол подъема обеспечивает лучшую эффективность, но снижает способность передачи крутящего момента.

3. Выбор материала:

Червячные передачи обычно изготавливаются из высокопрочных материалов, поскольку они испытывают скользящий контакт, который создает высокое трение. Обычные материалы включают:

Червяки: высокоуглеродистая сталь или бронза.

Червячные колеса: бронза, латунь или чугун для лучшей износостойкости и меньшего трения.

4. Угол наклона и давления:

Шаг относится к расстоянию между соответствующими точками на соседних витках резьбы, а угол давления — это угол между линией действия и линией центров. Эти параметры имеют решающее значение для обеспечения плавного зацепления между червяком и червячным колесом.

Обычно для червячных передач используется угол давления 20 градусов, но распространены значения от 15 до 30 градусов.

5. Соображения эффективности:

Червячные передачи часто менее эффективны, чем другие типы передач из-за трения скольжения между червяком и червячным колесом. Эффективность обычно составляет от 50% до 80% в зависимости от конструкции и смазки.

Для повышения эффективности обычно применяется смазка с высоким давлением и грузоподъемностью, например, масло.

6. Свойство самоблокировки:

Червячные передачи часто демонстрируют свойство самоблокировки, что означает, что червяк может вращать червячное колесо, но червячное колесо не может вращать червяка в нормальных условиях. Это полезно в приложениях, где обратный ход нежелателен (например, лифты или лебедки).

7. Обратная реакция:

Люфт относится к небольшому зазору между зубьями при изменении направления движения. В червячных передачах люфт обычно больше, чем в других типах передач, из-за скользящего контакта, который влияет на точность движения.

Регулировка люфта может включать точные производственные допуски или использование предварительно нагруженных шестерен.

8. Размер и компактность:

Червячные передачи могут предложить высокие редукции в очень компактном форм-факторе. Они часто используются, когда пространство ограничено, и требуется значительное снижение скорости.

9. Смазка:

Из-за скользящего контакта эффективная смазка имеет решающее значение. Правильная смазка снижает износ, минимизирует трение и увеличивает срок службы шестерен.

Смазка консистентной смазкой или маслом является распространенной, а для высокопроизводительных условий или условий высокой нагрузки могут потребоваться специальные типы смазок.

10. Монтаж и ориентация:

Червячные передачи обычно проектируются для ориентации вала под углом 90 градусов, хотя их можно адаптировать для разных углов в зависимости от области применения. Червяк обычно приводит в движение колесо, поэтому червячный вал часто располагается горизонтально, а червячное колесо — вертикально, или наоборот.