Червячные редукторы

Достоинства и недостатки

Червячная передача в силу своих конструктивных особенностей имеет как достоинства, так и недостатки.

Из достоинств стоит отметить плавность хода, эффект самоторможения, низкий уровень шума, большое передаточное отношение с использованием всего двух деталей.

Из недостатков следует обратить внимание на сравнительно низкий КПД, повышенный износ, заедание, большое тепловыделение вследствие сил трения. Низкий КПД обуславливает применение подобных механизмов при передаче относительно небольших мощностей до 100 кВт

Для предотвращения скорого износа и заедания необходимо соблюдать требования к точности сборки и регулировать механизмы. Высокое тепловыделение требует специальных установок для отвода лишнего тепла.

Различие редукторов в основном сводится к различиям червяков и зубчатых колес, из которых собран данный червячный редуктор.

Червяки разделяются на типы по следующим признакам:

• по количеству заходов резьбы: однозаходные, многозаходные
• по направлению нарезки резьбы: правые, левые
• по форме винта, на котором нарезана резьба: цилиндрические, глобоидные
• по форме профиля резьбы: с конволютным профилем, с архимедовым профилем, с эвольвентным профилем
• Зубчатые колёса разделяются на типы по следующим признакам:
• по типу колеса: собственно колесо, зубчатый сектор, вырожденный сектор
• по профилю зубьев: прямой, вогнутый, роликовый (вместо зубьев используется вращающийся ролик)

Червячные редукторы со встроенным двигателем называются червячными мотор-редукторами. В редукторах чаще всего двигательный вал располагается под прямым углом к движимому. Компоновка червячного редуктора выбирается исходя из конкретных требований к устройствам. Двигатель может располагаться как сверху приводимого в движение колеса, так и снизу и сбоку. При боковом расположении двигатель устанавливается вертикально. Вследствие вертикального расположения усложняется процесс смазки подшипников вала, а также чистки внешних элементов.

Для увеличения передаточного числа используются разные технологии, но наиболее эффективной является применение большего числа ступеней.

Для смягчения сил трения и повышения сопротивления заеданию применяются специальные вязкие смазочные составы или масла. При низких скоростях вращения смазка осуществляется при помощи специальных ванночек с маслом либо использованием специальных устройств, разбрызгивающих смазку в места повышенного трения. Для червячных редукторов, скорость вращения которых высока применение ванночек нецелесообразно, и применяется принудительная смазка охлаждёнными смазочными материалами.

Основные преимущества редуктора червячного перед зубчатыми передачами заключаются в том, что начальный контакт звеньев происходит не в точке, а по линии. Также входной и выходной валы могут скрещиваться под разными углами, но чаще всего этот угол составляет 90 градусов. Также червячная передача занимает гораздо меньше места, чем зубчатая при одинаковом большом передаточном отношении.

Помимо червячного редуктора червячная передача также применяется в системах регулирования и управления различными устройствами. Благодаря самоторможению обеспечивается точная фиксация положения, а большое передаточное отношение (до 1000) позволяет наиболее точно отрегулировать положение, либо использовать маломощные двигатели. Также червячные передачи и червячные редукторы отлично подходят для установки в качестве механизма передачи в подъёмные и лебёдочные механизмы благодаря своим конструктивным особенностям.

Некоторые технические характеристики промышленно производимых и широко распространённых червячных редукторов.

Самыми распространёнными являются одноступенчатые мотор-редукторы.

Червячные мотор-редукторы

Продолжение статьи о червячных мотор-редукторах — в этом разделе описан принцип действия червячной передачи, рассмотрены конструкция, достоинства и недостатки червячной передачи.

Червячная передача

Червячная передача представляет собой устройство, состоящее из основного червяка (винта со специальной резьбой) и зубчатого колеса, поэтому ее называют зубчато-винтовой. Это колесо, как правило, изготавливается из двух материалов – дорогого антифрикционного и более дешевого прочного металла. В рабочем процессе, когда зубья шестерни переходят в витки резьбы, сама шестерня приводится в движение червяком редуктора, передача переходит из винтовой зубчатой — в червячную.

Контакт звеньев редуктора сконцентрирован не в одной определенной точке, а по линии соприкосновения составляющих элементов. И от угла скрещивания вала и колеса (в большинстве случаев он равен 900) зависит длина этой контактной линии. Размеры и направление резьбы червяка полностью идентично подъему зубьев ведомого колеса.

Резьба червяка бывает:

• однозаходная (правая или левая) – имеет один гребень по винтовой линии;
• многозаходная (правая и левая) – соответственно, 2, 3, 4…одинаковых гребней.

В практике чаще всего используется многозаходная правая резьба.

По своему строению червячные передачи бывают двух видов:

1. Цилиндрические (с цилиндрическим червяком, который более прост в изготовлении и применяется намного чаще).
2. Глобоидальные (с глобоидными червяками). Пример такого винта в паре с роликовым сектором – это рулевое управление автомобиля.

Зубчатые колеса различают:

1. По профилю зуба (прямой, вогнутый, роликовый).
2. По типу зубчатого колеса (полное колесо, сектор с роликом и зубчатый сектор).

Валы червячного колеса бывают:

• горизонтальные;
• вертикальные.

Стоит отметить, что передаточное число червячной передачи значительно выше, чем у аналогичной зубчатой. Это позволяет использовать подобное устройство во многих системах управления и регулировки (лифты, автокраны, экскаваторы), в большинстве обрабатывающих станков, оборудовании подъемных машин, специализированного транспорта и прочих механизмов.

Червячная передача помимо положительных характеристик имеет и некоторые недостатки. Так, КПД этого двигателя значительно меньше, ведь винтовая пара в процессе работы несет некоторые потери передаваемой мощности.

Эти редуктора нередко дорогие в обслуживании: антифрикционные материалы, необходимые для обработки червячной пары стоят немалых денег. К тому же заедание резьбы и зубьев – очень распространенное явление в подобных мотор-редукторах. Здесь имеет место деформация рабочей поверхности зубьев колеса и резьбы винта, а также их поломка вследствие значительных перегрузок и долгосрочной их эксплуатации.

В связи с этим червячные передачи применяются значительно реже, чем подобные зубчатые. А предаваемые мощности, которые они создают, довольно небольшие – до 50-200 кВт.

Использован материал из книги «Детали машин» Гузенков П.Г.

Червячные мотор-редукторыЧервячный редуктор

Важность исправного рулевого управления

Любое транспортное средство относится к категории источника повышенной опасности, поэтому, чтобы предотвратить неприятности, связанные с авариями и их последствиями, рекомендуется его содержать в исправности и постоянно контролировать техническое состояние.

Поскольку, основное назначение рулевого управления заключается в предоставлении водителю возможности маневрированного управления машиной, то исправное состояние системы обеспечит водителю уверенность и безопасность, которая, кстати, важна не только для него, но и для пассажиров.

Безопасное рулевое управление упомянуто и в правилах дорожного движения, которые запрещают эксплуатировать авто при выявлении неисправности системы управления, люфтов, при подтекании масла в рейке из-под пересохших сальников, а также наличия постоянных шумов.

Стоит отметить, что исправность системы управления авто оказывает немаловажное влияние на состояние шин, которые в идеальном случае должны изнашиваться равномерно, чтобы избежать впоследствии кидания транспортного средства по дороге и возникших сложностей в управлении даже после устранения проблем в системе управления