Что такое червячная передача?

Что такое червячная передача?

Червячная передача — это тип винтовой передачи.

Она состоит из червяка (червячного вала), который представляет собой резьбовой зубчатый вал, и червячного колеса, которое представляет собой косозубую шестерню с осью вращения, расположенной под углом 90 градусов к оси червяка. Вращение червяка заставляет зубья червячного колеса, которые находятся в зацеплении с червяком, вращаться.

Конфигурацию червячной передачи см. на рисунке 1.

Рисунок 1. Структура червячной передачи

Применение червячных передач

Рисунок 2. Пример использования червячной передачи

Червячные передачи — это ортогональные валы, которые могут передавать мощность, изменяя осевое направление на 90 градусов, и могут обеспечивать большое передаточное отношение даже при малых размерах передач. В результате червячные передачи используются в различных областях и устройствах, таких как конвейерные ленты в заводском оборудовании, винтовые домкраты, рулевые системы для рулевых колес автомобилей, приводы стеклоочистителей, поворотные механизмы для электрических вентиляторов, питатели материалов в оборудовании для производства продуктов питания и лекарств, музыкальные шкатулки и колки для струнных музыкальных инструментов.

1. Колки для струнных инструментов (катушки)

Знакомый пример — колышек, на который наматываются струны струнного инструмента, например, гитары или баса. Колышек состоит из червячного вала, который крутится вручную, и червячного колеса, которое наматывает на него струны. Функция самоблокировки гарантирует, что намотанные струны будут удерживаться на месте без ослабления.

2. Червячные редукторы

Червячные редукторы способны перемещать крупные предметы с небольшим усилием и встраиваются в заводское оборудование и машины для передачи мощности. Например, они используются в приводах прессов и прокатных станов, средне- и тихоходных лифтах, приводах подъема и опускания эскалаторов, приводах конвейеров.

Функция самоблокировки червячных передач может использоваться в редукторах лифтов и эскалаторов в качестве предохранительного устройства для предотвращения обратного вращения. В целом, червячные редукторы используются для настройки оборудования в промышленных приложениях. Они могут обеспечивать особенно большие передаточные числа, позволяя замедляться при малых входных крутящих моментах. В результате редукторы могут быть изготовлены относительно компактно.

Червячные передачи используются в случаях, когда требуется экономящее место большое передаточное число для передачи мощности с ортогональными входными и выходными валами или когда для передачи мощности используется функция самоблокировки.

Принцип червячной передачи

В червячной передаче, когда червяк (сторона входного вала) совершает один оборот, червячное колесо (сторона выходного вала) поворачивается на один зуб. Количество зубьев на червяке в этом случае называется количеством зубьев червяка, или «одним червяком». В случае червяка с двумя зубьями червяка один оборот червяка поворачивает червячное колесо на два зуба.

Передаточное отношение червячной передачи можно рассчитать следующим образом.

Рисунок 3. Передаточное отношение червячной передачи

Червячные передачи могут вращаться в обоих направлениях (например, по часовой стрелке и против часовой стрелки, если смотреть со стороны входного вала). Этого можно добиться, выбрав направление кручения червяка как левое или правое. Направление кручения червячной передачи и направление вращения вала см. на рисунке 4.

Рисунок 4. Направление кручения червячной передачи и направление вращения вала

Направление кручения червячной передачи и форму каждой части см. на рисунке 5.

Рисунок 5. Направление кручения червячной передачи и форма каждой части

Особенности червячных передач

Червячные передачи имеют следующие особенности

• Осевые направления входной и выходной сторон могут быть ортогональными (но не соосными).
• Возможны большие передаточные числа (например, от 1/10 до 1/100).
  Меньше люфта (зазора или люфта между шестернями). Это приводит к лучшему
• Зацепление зубьев и меньший шум зацепления.
  Большой выходной крутящий момент может быть получен из малого входного крутящего момента.
  Возникает явление самоторможения.
• Червячная передача передает вращение от червяка к червячному колесу, но наоборот не может передавать вращение от червячного колеса к червяку.
• Эта невозможность вращения со стороны выходного вала называется «самоторможением».

Поэтому сторона червяка всегда является стороной входного вала, где установлен вращающийся вал, служащий приводом или источником питания.

Сторона червячного колеса является стороной выходного вала, где установлено устройство, передающее мощность. Однако должен быть предусмотрен отдельный тормозной механизм, чтобы полностью предотвратить обратное вращение. Поскольку погрешность шага и другие факторы различаются в зависимости от точности передачи, проверьте требуемую точность и выберите соответствующую точность для применения.

Червячные передачи не подходят для высокоточного позиционирования из-за люфта. Для высокоточного позиционирования может быть лучше повторно выберите тип передачи.