4. ЧЕРВ’ЯЧНІ ПЕРЕДАЧІ

 

4.1. Загальні відомості та класифікація черв’ячних передач

 

За допомогою черв’ячної передачі здійснюється передавання обертового руху між валами, осі яких мимобіжні в просторі і утворюють прямий кут. Черв’ячна передача (рис. 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.

Рис. 1. Деталі черв’ячної передачі

 

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 – конволютні (черв’як ZN), евольвентні (черв’як ZI), архімедові (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.