Червячная передача состоит из червяка и сопряжённого зубчатого колеса. В контакте присутствует значительное скольжение; оно влияет на потери, нагрев, смазку и выбор материалов.
Не путайте число заходов и коэффициент диаметра
Для обычной цилиндрической червячной передачи в осевой системе исходных параметров:
| Обозначение | Смысл |
|---|---|
| m | Осевой модуль червяка |
| z₁ | Число заходов червяка |
| z₂ | Число зубьев колеса |
| q | Коэффициент диаметра червяка: d₁ / m |
| γ | Угол подъёма винтовой линии |
Базовые связи: d₁ = q · m, d₂ = z₂ · m, tan γ = z₁ / q, u = z₂ / z₁. Для стандартной нескорректированной геометрии межосевое расстояние a = m · (q + z₂) / 2. Другие типы червяков и геометрические системы требуют соответствующего расчёта.
Пример: m = 3 мм, q = 10, z₁ = 2, z₂ = 40. Тогда d₁ = 30 мм, d₂ = 120 мм, u = 20 и γ ≈ 11,31°. Число q = 10 не является числом заходов.
Определение передаточного отношения приведено у KHK, подробности геометрии — в справочнике производителя.
Материалы и смазка
Распространённое решение — закалённый и обработанный стальной червяк с бронзовым колесом или венцом. Бронзу выбирают по нагрузке и скорости скольжения. Возможны другие пары материалов, но они требуют проверки износа, прочности и совместимости со смазкой.
Бронзовый венец обычно не описывают как стальной зуб с произвольной тонкой облицовкой. Конструкция цельного или составного колеса должна быть задана чертежом.
Потери и тепловой расчёт
КПД зависит от угла подъёма, трения, смазки, точности и режима. Потери нагревают масло и корпус, поэтому проверяют отвод тепла и допустимую температуру для выбранных компонентов. Универсальной температуры масла и одинакового КПД для всех червячных редукторов нет.
Самоторможение
Некоторые передачи препятствуют обратному вращению от колеса к червяку при определённых условиях. Это зависит от трения и геометрии и может изменяться из-за смазки, вибрации и износа. Самоторможение не следует принимать за гарантированную замену тормоза в системе удержания груза.
Изготовление и проверка
Колесо формируют инструментом, согласованным с геометрией червяка. Для восстановления пары нужны тип червяка, параметры, монтажные размеры и требования к зазору и контакту. При приёмке проверяют согласованные размеры и свойства обеих деталей.
Подробнее: каталог конструкций, материалы и контроль.
Частые вопросы
Чем z₁ отличается от q?
z₁ — число заходов червяка, q — отношение его делительного диаметра к осевому модулю. В формуле передаточного отношения u = z₂ / z₁ используют именно число заходов.
Почему червячная передача нагревается?
Значительное скольжение создаёт потери на трение. Нагрев зависит от геометрии, нагрузки, скорости, смазки и отвода тепла, поэтому требуется тепловая проверка.
Самоторможение есть у любой червячной пары?
Нет. Оно зависит от условий трения и геометрии. Для механизма удержания груза нельзя полагаться на него без оценки всей системы и предусмотренных тормозных средств.
