Червячными — называются зубчатые передачи, состоящие из двух подвижных звеньев — червяка и зубчатого колеса и предназначенные для передачи и преобразования вращательного движения между ортогональными перекрещивающимися осями. Червяком называют звено, наружная поверхность которого имеет форму винта. Червячным колесом называется зубчатое колесо с косыми зубьями, которое зацепляется с червяком.

Виды червячных передач и червяков ( по ГОСТ 18498-73 ):

1. по виду делительной поверхности червяка

• цилиндрические червячные передачи — червяк и колесо в передаче имеют цилиндрические делительные и начальные поверхности;

• глобоидные червячные передачи — делительная и начальная поверхности червяка образованы вращением отрезка дуги делительной или начальной поверхности парного червячного колеса вокруг оси червяка;

2. по виду теоретического торцового профиля витка червяка

• архимедов червяк (ZA) — профиль выполнен по архимедовой спирали;

• эвольвентный червяк (ZI) — профиль выполнен по эвольвенте окружности;

• конволютный червяк (ZN) — профиль выполнен по удлиненной эвольвенте.

(рис. 14.4)

Геометрия зацепления цилиндрической червячной передачи:

Расчет геометрии зацепления цилиндрической червячной передачи регламентируется ГОСТ 19650 — 74 [3]. Связь между основными параметрами червяка — диаметром начального цилиндра d w1 , ходом винтовой линии pz1 и углом ее наклона bw — устанавливается следующим соотношением

(рис. 14.5)

Связь между ходом винтовой линии pz1 и шагом многозаходного винта p1

Расчет геометрии зацепления:

Исходные данные

m — модуль осевой;

q — коэффициент диаметра червяка;

z1 — число витков червяка;

aw — межосевое расстояние;

x — коэффициент смещения червяка;

u — передаточное число.

Параметры инструмента

h* = (h*w + c*1) —  коэффициент высоты витка;

h*a —  коэффициент высоты головки;

s* —  коэффициент расчетной толщины;

r*f —  коэффициент радиуса кривизны переходной кривой;

c*1,2 = 0.25 … 0.5 ;    s* = 0.75 Ч p ;    r*f = 0.3 … 0.45

(рис. 14.6)

Расчет геометрических параметров:

1. Число зубьев колеса

2. Коэффициент смещения ( если задано межосевое расстояние )

*Межосевое расстояние ( если задан коэффициент смещения )

3. Делительные диаметры

4. Начальные диаметры

5. Делительный угол подъема витка червяка

6. Начальный угол подъема витка червяка

7. Основной угол подъема витка червяка ( только для червяков ZI )

и основной диаметр червяка

8. Высота витка червяка

9. Высота головки витка червяка

10. Диаметры вершин

витков червяка

зубьев червячного колеса в средней торцовой плоскости

11. Диаметры впадин

червяка

червячного колеса

12. Наибольший диаметр червячного колеса

13. Ширина венца червячного колеса

14. Длина нарезанной части червяка ( при х= 0 )

Геометрические показатели качества зацепления:

1. Подрезание зубьев червячного колеса отсутствует, если

2. Заострение зубьев в средней торцовой плоскости отсутствует, если

3. Заострение зубьев в средней торцовой плоскости отсутствует, если

Преимущества и недостатки червячных зубчатых передач

Преимущества:

• благодаря малому числу заходов червяка (z1= 1…4) червячная передача позволяет реализовывать в одной ступени большие передаточные отношения;

• обладает высокой плавностью, низким уровнем вибраций и шума; позволяет обеспечить самоторможение червячного колеса ( при малых углах подъема витка передача движения от вала червячного колеса к червяку становится невозможной)

Недостатки:

• высокая скорость скольжения вдоль линии зуба, что ведет к повышенной склонности к заеданию (необходимы специальные смазки и материалы для зубчатого венца червячного колеса ), снижению КПД и более высокому тепловыделению.