Краткие сведения о червячных редукторах
Редуктор – это передаточный механизм, выполненный в закрытом корпусе и предназначенный для передачи движения с изменением кинематических и энергетических параметров. При этом чаще всего проходит понижение угловой скорости ведомого вала, следовательно, повышение его крутящего момента, по сравнению с ведущим валом редуктора. В общем случае редукторы классифицируют по числу передач на одноступенчатые и многоступенчатые. Соответственно в конструкцию редуктора могут входить одна или несколько передач. Если эти передачи червячные, редуктор называют червячным. Если червячная передача входит в конструкцию многоступенчатого редуктора, включающего передачи другого типа, такой редуктор называют комбинированным, например, червячно-цилиндрическим.
Червячную передачу относят к передачам зацеплением. По конструкции она является зубчато-винтовой передачей, движение в которой осуществляют по принципу винтовой пары. Червячные передачи применяют для передачи вращательного движения между валами, угол перекрещивания осей которых составляет 90°. Ведущим является червяк, т. е. короткий винт с трапецеидальной или близкой к ней нарезкой. Вал червячного колеса соответственно является тихоходным и ведомым валом передачи.
Достоинства червячных передач.
1. Высокая степень редуцирования, т. е. широкий диапазон передаточных чисел в одной ступени (
).
2. Компактность и сравнительно небольшая масса.
3. Плавность зацепления и бесшумность.
4. Возможность самоторможения (отсутствие передачи движения от червячного колеса к червяку).
Недостатки червячных передач.
- сравнительно низкий КПД: 
;
- ограниченность передаваемой мощности (не выше 100 кВт);
- сильный нагрев передачи при длительной непрерывной работе;
- высокая стоимость материала, инструмента и изготовления червячных колес и червяков.
По виду делительной поверхности различают два типа червячных передач: цилиндрические и глобоидные (рис. 1).
-в цилиндрических передачах червяк и колесо имеют цилиндрические делительные поверхности;
-в глобоидных передачах делительная поверхность червяка образована вращением вокруг его оси отрезка дуги, соответствующей делительной поверхности червячного колеса.
По относительному положению червяка и червячного колеса червячные редукторы различают: с нижним, верхним, вертикальным и боковым расположением червяка. На рис. 2 представлены схематические виды спереди и сверху указанных редукторов. Схема а) предпочтительна при окружных скоростях червяка до 4…6 м/с. При больших скоростях рекомендуется схема б). Редукторы с боковым и вертикальным расположением червяка применяются в тех случаях, когда это требуется по условиям компоновки привода. Конструктивное исполнение червячных редукторов представлено на рисунках 3 и 4.
а. б.
Рис 1 Схемы червячных передач: а – цилиндрической; б – глобоидной
Рис.2. Конструктивные схемы червячных редукторов: с нижним (а), верхним (б), боковым (в) и вертикальным (изображение справа) расположением червяка
А. б.
Рис 3 Общий вид (а) и чертеж червячного редуктора с верхним расположением червяка
Рис 4 Конструктивное исполнение червячного редуктора с нижним расположением червяка
По количеству заходов z1 червяки делят на однозаходные (z1=1), двухзаходные (z1=2) и четырехзаходные (z1=4). Количество заходов визуально можно определить по виду на торцевую часть червяка. От количества заходов зависит диапазон передаточных чисел, которые способна реализовать передача.
По направлению витка червяки различают: с правым направлением (наиболее распространенные) и левым. Для определения направления витка необходимо червяк представить в виде буравчика, частично вкрученного в твердую среду. Если при вращении буравчика за свободный конец по часовой стрелке буравчик погружается в среду, направление витка правое, если выходит из среды – левое.
Учитывая особые требования к материалу червячных колес (повышенные антифрикционные и противозадирные свойства), их изготавливают из бронз различных марок, серого и модифицированного чугуна. Критерием выбора материала является окружная скорость. При скорости более 2 м/с используют бронзы, 2 м/с и ниже – чугуны.
С целью экономии цветных металлов червячные колеса при межосевых расстояниях более 80 мм и линейной скорости более 2 м/с можно изготавливать составными. В этом случае обод изготавливают из бронзы, а центральную деталь, включающую ступицу и диск - из чугуна. Соединение двух элементов осуществляют по посадке с натягом с дополнительным креплением винтами (рис. 5 а, б) или болтами (рис. 5 в).
Червяки изготавливают из стали автономно или заодно с валом (Рис.6).
