Черв'ячні передачі - це компоненти передачі потужності, які в основному використовуються як редуктори з високим передаточним числом для зміни напрямку обертання валу, а також для зменшення швидкості та збільшення крутного моменту між непаралельно обертовими валами. Застосовуються на валах з непересічними перпендикулярними осями. Через те, що зуби зачеплених шестерень ковзають один повз одного, черв’ячні шестерні неефективні порівняно з іншими зубчастими передачами, але вони можуть призвести до значного зниження швидкості в дуже компактних приміщеннях і тому мають багато промислових застосувань. По суті, черв’ячні передачі можна класифікувати як одно- та подвійні огинаючі, що описує геометрію зачеплених зубів. Черв'ячні передачі описані тут разом з обговоренням їх роботи та загальних застосувань.

Циліндричні черв'ячні передачі

Основною формою черв'яка є евольвентна рейка, за допомогою якої утворюються прямозубі шестерні. Зуби рейки мають прямі стінки, але коли вони використовуються для створення зубів на заготовках шестерень, вони створюють знайому вигнуту форму зуба евольвентного прямозубого колеса. Ця зубчаста рейка, по суті, обертається навколо тіла хробака. Парування черв'ячне колесо складається згвинтова передачазуби зрізані під кутом, який відповідає куту зуба черв'яка. Справжня форма шпори виникає лише в центральній частині колеса, оскільки зубці вигинаються, охоплюючи черв’як. Дія зачеплення подібна до дії зубчастої рейки, що приводить в рух шестерню, за винятком того, що поступальний рух зубчастої рейки замінено обертальним рухом черв’яка. Викривлення зубів коліс іноді описують як «горло».

Черв'яки матимуть принаймні один і до чотирьох (або більше) потоків або запусків. Кожна різьба зачіпає зуб черв'ячного колеса, яке має набагато більше зубів і набагато більший діаметр, ніж черв'як. Черви можуть повертатися в будь-яку сторону. Черв'ячні колеса зазвичай мають принаймні 24 зуби, а сума різьб черв'яка та зубів колеса зазвичай повинна бути більшою за 40. Черв'яки можна виготовляти безпосередньо на валу або окремо та насаджувати на вал пізніше.
Багато редукторів із черв’ячною передачею теоретично є самоблокуючими, тобто не можуть повертатися назад черв’ячним колесом, що є перевагою в багатьох випадках, наприклад, підйому. Якщо зворотний рух є бажаною характеристикою, геометрія черв’яка та колеса може бути адаптована, щоб дозволити це (часто вимагає багаторазового запуску).
Співвідношення швидкостей черв'яка і колеса визначається відношенням числа зубів колеса до різьби черв'яка (а не їх діаметрів).
Оскільки черв’як зношується порівняно більше, ніж колесо, для кожного з них часто використовуються різні матеріали, наприклад, загартований сталевий черв’як, що приводить у рух бронзове колесо. Також доступні пластикові черв'ячні колеса.

Черв'ячні одно- та двоохоплюючі передачі

Огортання означає спосіб, у який зуби черв’ячного колеса частково обертаються навколо черв’яка або зуби черв’яка частково обертаються навколо колеса. Це забезпечує більшу площу контакту. Черв'ячна передача з одним охопленням використовує циліндричний черв'як для зачеплення з горловиною зубів колеса.
Щоб забезпечити ще більшу поверхню контакту із зубами, іноді сам черв’як має горловину — у формі пісочного годинника — щоб відповідати кривизні черв’ячного колеса. Ця установка вимагає ретельного осьового позиціонування черв'яка. Черв'ячні шестерні з подвійною огинаючою передачею складні в обробці та мають менше застосувань, ніж черв'ячні передачі з одинарною огинаючою передачею. Удосконалення машинної обробки зробили конструкції з подвійною оболонкою більш практичними, ніж вони були в минулому.
Гвинтові зубчасті передачі з перехресними осями іноді називають необвиваючими черв’ячними передачами. Літальний затискач, швидше за все, буде необволікаючої конструкції.

Додатки

Звичайним застосуванням черв’ячних редукторів є приводи стрічкових конвеєрів, оскільки ремінь рухається порівняно повільно відносно двигуна, що є підставою для високого передавального числа. Опір зворотному ходу через черв'ячне колесо можна використовувати для запобігання перевороту стрічки під час зупинки конвеєра. Інше поширене застосування — приводи клапанів, домкрати та циркулярні пилки. Іноді їх використовують для індексування або як прецизійні приводи для телескопів та інших інструментів.
Тепло викликає занепокоєння з черв'ячними передачами, оскільки рух, по суті, ковзає так само, як гайка на гвинті. Для приводу клапана робочий цикл, ймовірно, буде переривчастим, і тепло, ймовірно, легко розсіюється між нечастими операціями. Для конвеєрного приводу з можливою безперервною роботою тепло відіграє велику роль у проектних розрахунках. Крім того, спеціальні мастильні матеріали рекомендуються для черв’ячних приводів через високий тиск між зубами, а також через можливість заїдання між різнорідними матеріалами черв’яка та колеса. Корпуси черв'ячних приводів часто оснащені охолоджуючими ребрами для розсіювання тепла від масла. Майже будь-яка кількість охолодження може бути досягнута, тому теплові коефіцієнти для черв’ячних передач є міркуванням, але не обмеженням. Для ефективної роботи будь-якого черв’ячного приводу зазвичай рекомендується зберігати оливи нижче 200°F.
Зворотний рух може відбуватися, а може і не відбуватися, оскільки він залежить не лише від кутів спіралі, але й від інших факторів, які менш піддаються кількісній оцінці, таких як тертя та вібрація. Щоб гарантувати, що це буде відбуватися завжди або ніколи, розробник черв'ячного приводу повинен вибрати кути спіралі, які є або досить крутими, або достатньо мілкими, щоб перевизначити ці інші змінні. Продумана конструкція часто передбачає включення резервного гальмування з самоблокуючими приводами, коли на карту поставлена ​​безпека.
Черв'ячні передачі доступні як у вигляді вузлів, так і у вигляді редукторів. Деякі агрегати можуть бути придбані з інтегрованими серводвигунами або як багатошвидкісні конструкції.
Спеціальні прецизійні черв'яки та версії з нульовим люфтом доступні для додатків, що передбачають високу точність зменшення. Деякі виробники пропонують високошвидкісні версії.