Черв'ячна передача
Черв'ячна (шнекова) передача — зубчаста передача, що призначена для передавання обертового руху між валами, осі яких мимобіжні в просторі і утворюють прямий кут.
Черв'ячну передачу слід відрізняти від гвинтової зубчастої.
Загальні відомості
ред.Черв’ячні передачі використовують для передачі обертового руху між перехресними валами, міжосьовий кут яких може бути довільним, але найчастіше використовують ортогональні з кутом 90°. Залежно від форми черв’яка передачі можуть бути циліндричні та глобоїдні (увігнуті), які мають більш високу навантажувальну здатність та ККД. Але вони складніші у виготовленні й монтажі. За масою та габаритними розмірами черв’ячні редуктори знаходяться на рівні двоступінчастих циліндричних, але втрати на тертя в них в 2,5…5 разів вищі. Це веде до значного тепловиділення та необхідності застосування спеціальних пристроїв для тепловідведення (оребрення корпусу, обдув тощо). Також у черв’ячному редукторі виникають значні осьові навантаження, а це вимагає застосування спеціальних підшипників, наприклад, радіально-упорних.
Конструктивно ЧП складається із черв'яка, що має форму гвинта, та черв'ячного колеса, яке нагадує зубчасте колесо з косими зубцями угнутої форми. Передавання обертового руху у ЧП здійснюється за принципом гвинтової пари, де гвинтом є черв'як, а гайкою є колесо-сектор, вирізаний із довгої гайки і зігнутий по колу.
У більшості випадків тяговим є черв'як і передача працює зменшення частоти обертання веденого вала, хоча можливе передавання обертового руху і від черв'ячного колеса до черв'яка.
У зачепленні контакт витків 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 спроможні передавати потужність до 200 кВт. За допомогою черв'ячної передачі можна реалізувати велике передавальне число u=7…100 і більше. Такі передачі як кінематичні, так і силові використовують у підйомно-транспортних машинах, різних металообробних верстатах, транспортних засобах тощо.
Класифікація
ред.- За формою початкової поверхні черв'яка:
- циліндричні;
- глобоїдні;
- За формою профілю витків черв'яка у торцевій площині:
- конволютні (черв'як ZN);
- евольвентні (черв'як ZI);
- архімедові (черв'як ZA);
- За розміщенням черв'яка щодо колеса:
- з нижнім розміщенням;
- з верхнім розміщенням;
- з бічним розміщенням;
- За конструктивним оформленням:
- відкриті;
- закриті;
- За кількістю заходів різьби:
- однозахідні;
- багатозахідні (найчастіше дво- або чотиризахідні).
Застосування
ред.Черв'ячні передачі використовуються в системах регулювання і керування — самогальмування забезпечує фіксацію положення, а велике передавальне відношення дозволяє досягти високої точності регулювання, а також використовувати низькомоментні двигуни. Завдяки цим характеристикам черв'ячні передачі і черв'ячні редуктори широко застосовуються в підйомно-транспортних машинах і механізмах (напр., катеринках).
Переваги та недоліки
ред.Переваги
ред.- плавність та безшумність роботи при високих швидкостях;
- достатньо висока надійність та простота догляду в експлуатації;
- компактність, тобто малі габаритні розміри при великому передаточному числі;
- можливість виконання передачі самогальмівною (неможлива передача обертового руху від черв'ячного колеса до черв'яка.
Недоліки
ред.- порівняно невисокий ККД, що не перевищує у деяких випадках 0,70-0,85;
- потреба використання для черв'ячного колеса дорогих антифрикційних матеріалів;
- мала тримкість. У черв’ячному редукторі виникають значні осьові навантаження, а це потребує застосування спеціальних підшипників, наприклад, радіально-упорних.
Матеріал та конструкція деталей черв'ячної передачі
ред.Черв'яки здебільшого виготовляють із якісних вуглецевих сталей (40,50,40Г2), а у передачах відповідального призначення-із легованих сталей (40Х,40ХН,35ХГСА та ін.). Термообробка до твердості поверхонь Н>(45…55)HRC і подальше шліфування та полірування робочих поверхонь витків черв'яка дозволяють суттєво підвищити тримкість та довговічність передачі, оскільки зменшують можливість заїдання робочих поверхонь у контакті. У допоміжних, невідповідальних та тихохідних передачах можуть використовуватись черв'яки з твердістю витків H=(300…320)HB.
Вінці черв'ячних коліс виготовляють переважно з бронзи, а інколи з латуні та чавуну. Олов'яні бронзи БрО10Н1Ф1, БрО10Ф1 та інші є найкращими матеріалами для вінців черв'ячних коліс при високих швидкостях ковзання (V>5 м/с), однак вони дорогі та дефіцитні. Тому такі бронзи використовують лише для відповідальних передач. Менш дефіцитні і дешеві безолов'яні бронзи БрА10Ж4Н4, БрА9Ж3Л та ін. Вони застосовуються при середніх швидкостях ковзання V=(2…5) м/с.
Для допоміжних, малонавантажених та тихохідних(V<2 м/с) ЧП можливе виготовлення черв'ячного колеса із чавуну (СЧ15, СЧ18) або пластмас (текстоліту, поліамідів).
Джерела
ред.- Бучинський М. Я., Горик О. В., Чернявський А. М., Яхін С. В. Основи творення машин / [За редакцією О. В. Горика, доктора технічних наук, професора, заслуженого працівника народної освіти України]. — Харків: Вид-во «НТМТ», 2017. — 448 с. : 52 іл. ISBN 978-966-2989-39-7.
- Павлище В.Т. Основи конструювання та розрахунок деталей машин. — Львів : Афіша. — 560 с. — ISBN 966-8013-58-1.
- Высоконагруженные цилиндрические червячные передачи / В.П.Шишов, П.Л.Носко, А.Д.Чепурной [и др.] — Луганск : Изд-во ВНУ им. В.Даля, 2007. — 396 с. — ISBN 978-966-590-670-4.
Посилання
ред.- Черв’ячна передача // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 210. — ISBN 978-966-7407-83-4.