Червячной является расположение передач , в котором червяк (который представляет собой зубчатое колесо в форме винта ) входит в зацепление с червячным колесом (который аналогичен по внешнему виду к цилиндрическим зубчатым колесом ). Эти два элемента также называют червячным винтом и червячным колесом . Терминология часто сбивается с толку из-за неточного использования термина червячная передача для обозначения червяка, червячной передачи или червячного привода как целого.
Червячная передача или «бесконечный винт» была изобретена либо Архитом Терентским, либо Аполлонием Пергейским , либо Архимедом , последним из наиболее вероятных авторов. [1] Червячная передача позже появилась на Индийском субконтиненте для использования в хлопкоочистительных машинах во времена Делийского султаната в тринадцатом или четырнадцатом веках. [2]
Как и другие зубчатые передачи, червячный привод может снижать скорость вращения или передавать более высокий крутящий момент . Червяк - это пример винта , одной из шести простых машин.. Одним из основных преимуществ червячных приводов является то, что они могут передавать движение под углом 90 градусов. Червяк в червячной передаче может иметь однократный или многократный пуск. Каждый полный оборот одного пускового червяка на 360 градусов перемещает шестерню на один зуб. Для многозаходного червяка редуктор равен количеству зубьев шестерни, разделенному на количество пусков червяка. Как скольжение, так и качение червяка и шестерни вступают в игру во время зацепления шестерен. Скользящий контакт преобладает при высоких передаточных числах. Большое количество тепла выделяется из-за трения при скольжении, что ограничивает эффективность червячных передач от 30 до 90 процентов. Червяк и шестерня изготовлены из разнородных металлов, чтобы минимизировать трение и потерю эффективности.
Объяснение [ править ]
Коробка передач разработана с использованием червя и червячного колеса, значительно меньше , чем один сделанный из простых цилиндрических зубчатых колес , и имеет свои оси диска под углом 90 ° друг к другу. При однократном запуске червяка на каждый поворот червяка на 360 ° червячное колесо продвигается только на один зуб шестерни. Следовательно, независимо от размера червяка (невзирая на разумные технические ограничения), передаточное число - это «размер червячного колеса - к - 1».. При однократном запуске червяк червячное колесо с 20 зубьями снижает скорость в соотношении 20: 1. В случае прямозубых шестерен, шестерня с 12 зубьями должна совпадать с шестерней с 240 зубьями, чтобы получить такое же передаточное отношение 20: 1. Следовательно, если диаметральный шаг (DP) каждой шестерни одинаков, то с точки зрения физического размера 240-зубной шестерни по сравнению с 20-зубной шестерней червячное устройство значительно меньше по объему.
Типы [ править ]
В червячной передаче можно использовать шестерни трех различных типов.
Первые - это червячные передачи без горловины . У них нет горловины или канавки, обработанной по окружности червяка или червячного колеса. Вторые - это одноходовые червячные передачи, в которых червячное колесо является зубчатым. Последний тип - это двухзаходные червячные передачи, у которых обе шестерни имеют зазоры. Этот тип зубчатой передачи может выдерживать самые высокие нагрузки. [3]
Обволакивающий червь (песочные часы) имеет один или несколько зубов и увеличивается в диаметре от средней части к обоим концам. [4] : 3
Червячная передача с двойной оболочкой состоит из обволакивающих червей, спаривающихся с полностью обволакивающей червячной передачей. Он также известен как глобоидный глист. [4] : 4
Направление передачи [ править ]
В отличие от обычных зубчатых передач, направление передачи (входной вал против выходного вала) не может быть изменено при использовании больших передаточных чисел. Это происходит из-за большего трения между червяком и червячным колесом и особенно часто возникает при использовании червяка с одним пуском (одна спираль). Это может быть преимуществом, когда желательно исключить любую возможность того, что выход управляет входом. Если используется многозаходный червяк (несколько спиралей), то передаточное число соответственно уменьшается, и может потребоваться не учитывать тормозной эффект червяка и червячной передачи, поскольку шестерня может приводить в движение червяк.
Конфигурации червячной передачи, в которых шестерня не может приводить в движение червяк, называются самоблокирующимися . Являются ли червяк и шестерня самоблокирующимися, зависит от угла опережения, угла давления и коэффициента трения.
Приложения [ править ]
В автомобилях начала 20-го века до появления рулевого управления с усилителем из-за спуска или обрыва одного из передних колес рулевой механизм тянулся в сторону со спущенной шиной. Использование червячного винта уменьшило этот эффект. Дальнейшее развитие червячной передачи привело к использованию шарикоподшипников с рециркуляцией для уменьшения сил трения, которые передавали некоторую силу рулевого управления на колесо. Это помогает управлять автомобилем и снижает износ, который может затруднить точное рулевое управление.
Червячные передачи - это компактное средство для значительного уменьшения скорости и увеличения крутящего момента. Малые электродвигатели обычно бывают высокоскоростными и с низким крутящим моментом; добавление червячного привода увеличивает диапазон применений, для которых он может быть подходящим, особенно если принять во внимание компактность червячного привода.
Червячные приводы используются в прессах , прокатных станах , конвейерном машиностроении , машинах горнодобывающей промышленности, на рулях и пилах с червячным приводом . Кроме того, фрезерные головки и поворотные столы позиционируются с помощью высокоточных дуплексных червячных приводов с регулируемым люфтом . Червячные передачи используются во многих приводах лифтов / лифтов и эскалаторов из-за их компактных размеров и нереверсивности передачи.
В эпоху парусных судов внедрение червячного привода для управления рулем направления было значительным достижением. До его внедрения руль направления управлялся канатным барабанным приводом. Бурное море могло приложить значительную силу к рулю, часто для управления судном требовалось несколько человек - у некоторых приводов было два колеса большого диаметра, так что рулем могли управлять до четырех членов экипажа.
Червячные передачи использовались в некоторых автомобильных главных передачах заднего моста (но не в самом дифференциале ). Они воспользовались расположением шестерни либо на самом верху, либо на самом низу ведущей шестерни дифференциала. В 1910-е они были обычным явлением на грузовиках; Для получения максимального клиренса на грязной дороге червячная передача была размещена сверху. В 1920-е годы фирма Штутца использовала их на своих автомобилях; чтобы иметь нижний этаж, чем у конкурентов, редуктор располагался снизу. Примером примерно 1960 года был Peugeot 404 . Червячная передача несет в себе дифференциал, который защищает автомобиль от отката. Эта способность в значительной степени потеряла популярность из-за более высоких, чем необходимо, коэффициентов уменьшения.
Более недавним исключением из этого правила является дифференциал Torsen , в котором используются червяки и планетарные червячные передачи вместо конической передачи обычных открытых дифференциалов. Torsen дифференциалы наиболее видное место в HMMWV и некоторых коммерческих Hummer транспортных средств, а также в качестве межосевого дифференциала в некоторых полноприводных систем, таких как Audi «s Quattro . Очень тяжелые грузовики, такие как те, которые используются для перевозки агрегатов , часто используют дифференциал с червячной передачей для повышения прочности. Червячный привод не так эффективен, как гипоидная передача, и такие грузовики неизменно имеют очень большой корпус дифференциала с соответственно большим объемомтрансмиссионное масло , поглощающее и рассеивающее выделяемое тепло.
Червячные приводы используются в качестве механизма настройки для многих музыкальных инструментов, включая гитары , контрабасы , мандолины , бузуки и многие банджо (хотя в большинстве высококачественных банджо используются планетарные шестерни или фрикционные колышки). Настраивающее устройство червячного привода называется головкой машины .
Пластиковые червячные приводы часто используются в небольших электродвигателях с батарейным питанием, чтобы обеспечить выходную мощность с более низкой угловой скоростью (меньше оборотов в минуту), чем у двигателя, который лучше всего работает на довольно высокой скорости. Эта система привода мотор-червяк часто используется в игрушках и других небольших электрических устройствах.
Червячный привод применяется на хомутах юбилейных или юбилейных. Червячная резьба стяжного винта входит в прорези на зажимной ленте.
Иногда червячный привод предназначен для работы в обратном направлении, в результате чего червячный вал вращается намного быстрее, чем входной. Примеры этого можно увидеть в некоторых центрифугах с ручным приводом , кузнечном кузнечном воздуходувке или регуляторе ветра в музыкальной шкатулке .
Левосторонний и правосторонний червяк [ править ]
Правая косозубая шестерня или правый червяк - это зубчатая передача, в которой зубцы вращаются по часовой стрелке, когда они удаляются от наблюдателя, смотрящего вдоль оси. Обозначения, правая и левая, такие же, как в давно установившейся практике для винтовой резьбы, как внешней, так и внутренней. Две наружные косозубые шестерни, работающие на параллельных осях, должны находиться напротив друг друга. Внутренняя косозубая шестерня и шестерня должны принадлежать одной руке.
Левая косозубая шестерня или левосторонний червяк - это зубчатая передача, в которой зубцы вращаются против часовой стрелки, когда они удаляются от наблюдателя, смотрящего вдоль оси. [4] : 72
Производство [ править ]
Червячные колеса сначала протираются для придания шероховатости зубьям , а затем обтачиваются до окончательных размеров. [5]
См. Также [ править ]
- Перечень номенклатуры передач
- Механизм
- Линейный привод , в некоторых формах иногда также называемый червячной передачей или червячной передачей
- Рейка и шестерня
- Поворотный привод
Ссылки [ править ]
- ^ Витольд Рыбчинский , Один хороший поворот: естественная история отвертки и винта . Лондон, 2000. Стр. 139.
- ↑ Ирфан Хабиб , Экономическая история средневековой Индии, 1200–1500 , стр. 53 , Pearson Education
- ^ "Червячные передачи" . Проверено 1 мая 2009 .
- ^ a b c Номенклатура передач, определение терминов с символами . Американская ассоциация производителей шестерен . 2005. ISBN 978-1-55589-846-5. OCLC 65562739 . ANSI / AGMA 1012-G05.
- ^ Оберг 1920 , стр. 213-214.
Библиография [ править ]
- Оберг, Эрик (1920). «Спирально-червячная передача» . Промышленная пресса. Цитировать журнал требует
|journal=( помощь )
Внешние ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме червячных передач . |
- Цифровая библиотека кинематических моделей для проектирования (KMODDL).
Фильмы и фотографии сотен работающих моделей механических систем в Корнельском университете. Также включает в себя электронную библиотеку классических текстов по машиностроению и проектированию. - Формулы и расчеты для червячной передачи
- Различные загружаемые технические характеристики Metric Gears, 2D-3D модели и каталоги
- Различные червячные редукторы, 3D модели
- Обработка червячного вала и червячной передачи
