Червячные передачи применяют при необходимости передачи движения между перекрещивающимися (как правило взаимно перпендикулярными) валами. В большинстве случаев ведущим является червяк, т.е. короткий винт с трапецеидальной или близкой к ней резьбой. Для облегания червяка венец червячного колеса имеет зубья дугообразной формы, что увеличивает длину контактной линии в зоне зацепления. При вращении червяка его витки плавно входят в зацепление с зубьями колеса и приводят его во вращение.

Червячные передачи применяются при небольших и средних, до 50 КВт мощностях.

Червячные передачи используются в металлорежущих станках, грузоподъемных механизмах, в транспортных и других машинах.

Достоинства

• Возможность получения большого передаточного числа в одной ступени;
Плавность и малошумность работы;

• Повышенная кинематическая точность.

Недостатки:

• Низкий КПД;
• Необходимость изготовления зубьев колеса из дорогих антифрикционных материалов;
• Необходимость специальных мер по интенсификации теплоотвода.

Архимедов		Конволютный		Эвольвентный
Резец, имеющий форму трапеции устанавливают так, чтобы верхняя поверхность резца проходила через ось червяка. Винтовая поверхность в поперечном сечении даст кривую - архимедову спираль.		Резец, имеющий форму трапеции устанавливают так, чтобы верхняя поверхность резца проходила через ось червяка, при этом резец поворачивают так, чтобы его верхняя поверхность была перпендикулярна винтовой линии. Винтовая поверхность в поперечном сечении даст кривую -конволюту		Резец устанавливают так, чтобы верхняя поверхность резца была смещена на некоторую величину и была параллельна оси червяка. Винтовая поверхность в поперечном сечении даст кривую - эвольвенту.

Цилиндрическая червячная передача

В зависимости от формы внешней поверхности червяка передачи бывают с цилиндрическим или глобоидным червяком.

Цилиндрические червяки более технологичны, т.е. просты в изготовлении, цилиндрический червяк можно изготовить на токарно-винторезном станке.

У глобоидных червячных передач тело червяка имеет форму глобоида, охватывающего колесо по дуге. Благодаря этому число витков, учавствующих в зацеплении увеличивается. Это позволяет увеличить несущую способность передачи в 1,4-1,5 раз.

Глобоидные передачи имеют повышенный КПД, более надежны и долговечны, но из-за сложности изготовления имеют пока ограниченное применение. для изготовления глобоидного червяка требуется специальное оборудование и инструмент. Кроме того эти передачи чувствительны к погрешности сборки.

Глобоидная червячная передача

Червячные передачи бывают с нижним, верхним и вертикальным расположением червяка.

Чаще всего расположение червяка диктуется условиями компоновки изделия. Нижний червяк обычно применяют при окружной скорости червяка меньше или равной 4 м/с

Червячные передачи бывают одно-, двух-, трехзаходные, реже четырехзаходные.

Однозаходные червячные передачи обеспечивают наибольшее передаточное отношение, самоторможение передачи, но в то же время обладают самым низким КПД. Таким образом однозаходные червячные передачи используют там, где необходимо при малых габаритах получить большое передаточное отношение или самоторможение.

 

Число заходов	Передаточное число	КПД
1	Свыше 30	0,5...0,6
2	15...30	0,6...07
3	8...15	0,7...0,8

 Параметры червячных  передач

  

В червячных передачах преобладает трение скольжения, поэтому материалы червячной пары должны иметь низкий коэффициент трения, обладать хорошей износостойкостью и пониженной склонностью к заеданию. Для этого в червячной передаче сочетают разнородные материалы при малой шероховатости соприкасающихся поверхностей.
Для червяка характерны относительно малый диаметр и значительное расстояние между опорами, его жесткость и прочность обеспечивают за счет изготовления его из стали. Поскольку при приработке на червяк возлагается роль формообразующего элемента, его прочность и твердость поверхности должны быть выше соответствующих свойств колеса. Кроме того для червячных передач характерны большие скорости скольжения, следовательно поверхность витков червяка следует шлифовать. Поэтому червяки изготавливают из высококачественных сталей.	Колесо, как правило делают составным. Венец колеса изготавливают из антифрикционных сплавов, т.к. между витками червяка и зубьями колеса действует трение скольжения. Ступицу колеса выполняют из стали по двум причинам: сталь значительно дешевле бронзы, кроме того часть ступицы, при передаче вращающего момента от колеса валу работает на смятие и прочности бронзы может быть недостаточно. Крепление венца на ступице осуществляют посадкой с натягом, а для передачи вращающего момента от венца к ступице используют штифты или винты. Встречается также наплавление антифрикционного сплава на ступицу.
Материалы червяка делят на группы: 1) нетермообрабатываемые, 2) у лучшаемые, 3) поверхностно-закаливаемые, 4) цементуемые под закалку, 5) подвергаемые азотированию и хромированию. Наиболее применяемый материал - сталь 18ХГТ, твердость поверхности после цементации и закалки 56…63 HRCэ. Используют также стали 40Х, 40ХН, 35ХГСА с поверхностной закалкой до твердости 45…55HRCэ. Во всех этих случаях необходимы шлифование и полирование червяка. Применение азотируемых сталей 38Х2МЮА, 38Х2Ю позволяет исключить шлифование червяка. Червяки улучшенные и без термообработки применяют лишь во вспомогательных, малонагруженных передачах. Червячное колесо обычно выполняют составным: венец - из антифрикционных, относительно дорогих и малопрочных материалов, центр - из стали, при небольших нагрузках - из чугуна. Материалы венцов червячных колес разделяют на группы (в порядке снижения сопротивляемости заеданию и усиленному износу): 1) оловянистые бронзы (БрО10Ф1, БрО10Н1Ф1, БрО5Ц5С6 и др.), 2) безоловянистые бронзы и латуни (БрА9Ж3Л, БрА10Ж4Н4Л, ЛАЖМц66-6-3-2 и др.), 3) чугуны (СЧ15, СЧ20 и др.). Чем выше содержание олова в бронзе, тем она дороже, но тем выше сопротивление заеданию.