Червячные передачи часто используются из-за их способности обеспечивать очень высокие передаточные числа (и увеличение крутящего момента) в компактной одноступенчатой конструкции. Но традиционное мышление гласит, что эти преимущества достигаются за счет эффективности. Здесь мы рассмотрим факторы, определяющие эффективность червячных передач, и способы получения преимуществ, которые они обеспечивают, без ущерба для эффективности.
Червячные передачи — это разновидность поперечноосевых (непараллельных) зубчатых колес, то есть они имеют непересекающиеся валы, ориентированные под углом 90 градусов друг к другу. Червяк, или вал, похож на винт с V-образной резьбой, а шестерня (также называемая червячным колесом) похожа на цилиндрическую шестерню. Червяк и шестерня изготавливаются из различных материалов, причем червяк часто изготавливается из стали, а шестерня, как правило, из бронзы, хотя могут использоваться и другие комбинации материалов в зависимости от конкретной нагрузки или условий окружающей среды.
В отличие от других передач, которые в основном имеют контакт качения в виде зацепления зубьев, в зацеплении червячных передач преобладает трение скольжения между зубьями шестерни и червяком. Это трение скольжения вызывает значительное выделение тепла и, вообще говоря, приводит к снижению КПД по сравнению с другими конструкциями редукторов. И по мере увеличения передаточного числа, скорость вращения червяка увеличивается. ведущий уголуменьшается. Этот меньший угол опережения означает больший поверхностный контакт между зубьями шестерни и червяком и, в свою очередь, более высокое трение и более низкий КПД.
Трение скольжения, испытываемое червячными передачами, также приводит к вытеснению смазки между элементами зацепления, поэтому редуктор работает в основном в условиях граничная смазка, или граничное трение. Из-за этих условий червячные передачи обычносмазывается составными маслами или синтетическими смазочными материалами В дополнение к высокой вязкости смазочные материалы для червячных передач должны выдерживать высокие рабочие температуры и давления и быть совместимыми с мягкими металлами (или, в некоторых случаях, полимерами), используемыми для червячных передач.
Другими факторами, снижающими эффективность червячных передач, являются потери на трение из-за подшипников и уплотнений вала. Одним из способов снижения этих потерь, особенно при использовании высоких передаточных чисел, является комбинирование червячной передачи с косозубой. При таком расположении винтовая передача обеспечивает начальное, меньшее передаточное число, а червячная передача обеспечивает оставшуюся часть необходимого передаточного числа. Это позволяет снизить величину передаточного числа червячной передачи до такой степени, что это приводит к значительному снижению КПД. Это также является альтернативой использованию многоступенчатая винтовая передача, для чего потребовалось бы несколько зубчатых передач и несколько подшипников, каждый из которых увеличивает трение и снижает эффективность.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии