*информация размещена в ознакомительных целях, чтобы поблагодарить нас, поделитесь ссылкой на страницу с друзьями. Вы можете прислать интересный нашим читателям материал. Мы будем рады ответить на все ваши вопросы и предложения, а также услышать критику и пожелания по адресу [email protected]

В современных механических установках для передачи и изменения крутящего момента и угловой скорости от двигателя к другим вращающимся частям осуществляется при помощи редуктора. Он выполняется в едином корпусе, либо в нескольких. Для различных целей и сфер применения они выпускаются в стандартных корпусах с готовыми типоразмерами и креплениями. Основное отличие состоит в конструктивном исполнении. К одним из них относится редуктор с червячной передачей. В качестве дополнения к материалу, вас может заинтересовать установка опор , узнайте об этом подробнее на сайте http://energo-com.com/.

Передача крутящего момента в червячном редукторе осуществляется при помощи червяка, представляющего собой вал с витками особой формы, который, вращаясь в заданном направлении, передает усилие на червячное колесо, находящееся с ним в зацеплении, и также начинает вращаться. Ведущая и ведомая оси находятся под прямым углом. Червячная шестерня сконструирована таким образом, чтобы шаг резьбы червя совпадал с формой и шагом зубов, которые располагаются под определенным углом к основной оси, и не стопорилась работа всего механизма.

Материалом для их изготовления червячного вала служат углеродистые стали, либо легированные, подвергаемые специальной термообработке. Это позволяет обеспечить максимальную прочность и значительно снизить хрупкость механизма. Зубчатые колеса отливают из бронзы или чугуна.

Типы червячных редукторов

В промышленности и производстве применяют различные типы червячных редукторов, отличающихся по форме, количеству ступеней, передаточному числу, которые влияют на количество оборотов и передаваемой мощности. Они характеризуются такими параметрами: крутящий момент, диаметрами входных и выходных валов, межосевым расстоянием, размерами и общим весом. Подобрать подходящий тип редуктора не составит труда, так как ООО «Промышленная биржа» имеет значительный ассортимент продукции и предоставляет удобный инструмент для подбора продукции прямо на своем сайте.

Наиболее простыми по конструкции являются одноступенчатые редукторы. Они способны передавать крутящий момент только под углом в 900. Червяк может располагаться в любом положении относительно зубчатого колеса практически без ограничений, так как на работу всего механизма это не влияет. В большинстве случаев медленновращающиеся редукторы имеют нижнее расположение червяка, чтобы обеспечивать качественную смазку посредством масляных ванн.

На высоких оборотах применяют верхнее или угловое размещение и маслоразбрызгиватели, чтобы улучшить смазку трущихся поверхностей. Для обеспечения охлаждения корпуса они снабжаются охлаждающими ребрами, позволяющие эффективно рассеивать тепло. При стандартных условиях эксплуатации непрерывная работа редуктора может составлять около 12 часов, после которых может наступить перегрев. Одноступенчатый редуктор способен передать усилие в сотни и тысячи раз больше от исходного, в зависимости от скорости вращения.

При его работе создается минимум шума, обеспечивается высокая плавность хода, а также самоторможение при остановке передачи усилия на первичный вал. Редукторы применяются в основном в подъемниках, коробках передач и рулевых механизмах, а также в других агрегатах, где требуется плавная передача, высокие значения передаточных чисел и исключены частые остановки в работе.

Вторым вариантом червячной передачи является двухступенчатая. В ней реализовано отношение разности межосевых расстояний ступени с малыми оборотами к аналогичным расстояниям скоростной ступени равное двум. Это позволяет обеспечить одинаковую прочность двух червячных зацеплений и значительно увеличить передаточное число, а соответственно и мощность. Конструктивно такой редуктор состоит из ведущего вала, находящегося в зацеплении с зубчатой шестерней, посредством которой передается усилие на второй червячный вал.

Смазка механизма осуществляется погружением валов и зубчатой шестерни в масляную ванну. Также возможны и другие конструкции, которые позволяют размещать каждую передачу в отдельном корпусе с целью упрощения процедуры обслуживания. Валы могут располагаться как соосно, так и под прямым углом. Как правило, двухступенчатые редукторы малооборотистые, но способны передавать вращающий момент, составляющий десятки тысяч от первоначального.

Заключение

Применение червячных редукторов позволяет получать значительные крутящие моменты с различными угловыми скоростями. Они просты в обслуживании и имеют длительный срок эксплуатации, но обладают меньшим КПД, по сравнению с другими типами редукторов, значительно нагреваются, а также у них существует незначительный люфт червячного вала, который со временем будет увеличиваться. Но несмотря на это редуктора по-прежнему актуальны и не теряют своей популярности в современных механизмах.

Выбирая редукторы от производителя, каждый потребитель должен представлять, для каких целей предназначено изделие и какие технические задачи требуется решать.

Наряду с цилиндрическими редукторами в машиностроении широко применяются и червячные аналоги. Червячные редукторы - один из распространенных видов этих изделий.

В конструкцию входит червяк (винт с нарезанной резьбой) и червячное колесо (со специальным профилем зубьев).

Оси червяка и червячного колеса расположены под прямым углом в пространстве.

Преимущества червячного перед цилиндрическим редуктором

1. Привод на его основе при одинаковом передаточном числе и величине передаваемой мощности более компактный в сравнении с цилиндрическим аналогом.
2. Передаточное число может достигать 1:110, такая пара в значительно большей степени снижает частоту вращения и увеличивает крутящий момент, чем другие виды передач. Такие значения передаточных отношений можно достичь, используя двухступенчатый цилиндрический редуктор. Бесшумность работы таких передач позволяет использовать их в машинах и механизмах с высокими требованиями к уровню шума.
3. Большая плавность хода.
4. Самоторможение. При отсутствии хода ведущего вала ведомый вал повернуть невозможно. Это свойство проявляется при передаточных числах выше 35.
5. Есть исполнения с полым входным валом. Это позволяет насаживать редуктор с полым валом прямо на вал рабочего исполнительного механизма, сохраняя КПД редуктора.

Недостатки червячных редукторов и приводов на их основе

1. Низкий КПД, в сравнении с цилиндрическим аналогом. Он обусловлен повышенным трением скольжения зубьев червячного колеса и червяка во время работы.
2. Чем больше передаточное отношение, тем меньше КПД. Например, КПД редуктора с передаточным числом 80 составляет 58%. Остальная энергия необратимо рассеивается. Цилиндрические редукторы имеют КПД 98%.
3. Повышенный нагрев. Потерянная энергия превращается в тепло. Корпус червячного редуктора всегда нагревается. Редукторы с большой передаваемой мощностью производятся с принудительной циркуляцией воздуха или масла.
4. Самоторможение. Это и преимущество и недостаток. Выходной вал невозможно в случае необходимости повернуть без включения привода редуктора.
5. Ограничения по передаваемой мощности. При мощности более 60 кВт червячную передачу не рекомендуется использовать. Зарубежные редукторы выпускают мощностью до 15 кВт.
6. Наличие люфта выходного вала. Небольшой люфт имеют все редукторы, но у червячных он больше, и постоянно растет с увеличением степени износа.
   Ресурс работы ниже, чем цилиндрических редукторов. Это обусловлено трением скольжения и износом трущихся частей. Срок службы редукторов российского производства не менее 10 тыс. час. Редукторы цилиндрические имеют ресурс не менее 15 тыс. час.
7. Не рекомендуется использовать в условиях, где часты остановки и пуски, а нагрузки на выходной вал неравномерные.

Применение

Червячные редукторы применяются для конвейеров, транспортеров, подъемников, механических мешалок, насосов, приводов ворот, станков для обработки металла и дерева, где нет больших ударных нагрузок и невысока периодичность включения.

Большое значение имеет пространственное расположение осей редуктора. Базовая установка, когда ось червяка находится внизу, а ось колеса вверху. Могут быть модификации, которые следует устанавливать в строгом соответствии со схемой.

При выборе типа редуктора всегда нужно иметь в виду эффект самоторможения. Например, если установить червячный редуктор на тележке, ее трудно будет катить вручную.

Сегодня продажа редукторов ведется как поставщиками, так и производителями. Они предлагают широкий выбор видов, типоразмеров и по заданным параметрам всегда подберут тот, который оптимальным образом решит поставленную задачу.

Как известно, в отечественном общем машиностроении применяют, в основном, асинхронные электродвигатели, имеющие дискретную частоту вращения валов. Технологические машины должны иметь широкий спектр частот вращения рабочих органов. Поэтому в приводах машин применяют редукторные (понижающие) передачи: зубчатые цилиндрические и конические, а также червячные, цепные, ременные и др.

В данной лабораторной работе надо исследовать червячный одноступенчатый редуктор с нижним (или верхним) расположением червяка, имеющий горизонтальную плоскость разъема корпуса (рисунок 1).

Корпус червячного редуктора может быть цельным. В таком редукторе расточки в корпусе под подшипники вала …
червячного колеса должны быть таких размеров, чтобы через них можно было ввести внутрь корпуса вал вместе с колесом. Подшипники вала червячного колеса в таком редукторе устанавливают во фланцевые крышки. Монтаж и демонтаж такого редуктора затруднен, так как при снятии фланцевой крышки любой опоры вал вместе с колесом выпадает из корпуса, что может привести к травме.

Червячная передача исследуемого редуктора помещена в разъемный корпус, состоящий из основания 1 и крышки 2 .

Червяк изготавливают из легированной стали с поверхностным упрочнением витков. Передача движения и нагрузок в редукторе осуществляется за счет скольжения витков червяка по зубьям колеса. Из-за этого в передаче возникают большие потери энергии на трение, нагрев контактных поверхностей витков и зубьев, а также масла, смазывающего передачу. Потеря маслом вязкости (при нагреве передачи) может вызвать разрыв масляной пленки на контактных поверхностях и привести к их свариванию. Именно поэтому основная причина выхода из строя червячной передачи – это поверхностное разрушение зубьев червячного колеса. Снижения коэффициента трения скольжения в передаче достигают путем изготовления зубьев колеса из цветных металлов.

Рисунок 1 – Редуктор червячный одноступенчатый

с нижним расположением червяка

С целью осуществления текущего контроля состояния рабочих поверхностей зубьев червячного колеса (без демонтажа всего редуктора) в крышке 2 редуктора выполняют смотровой люк, который закрывают смотровой крышкой 3 . Размеры и расположение смотрового люка должны обеспечивать качественный контроль зубьев червячного колеса. Для осмотра состояния боковых поверхностей зубьев колеса достаточно снять смотровую крышку, провернуть валы и осмотреть зубья колеса.

Корпусные детали редуктора соединены между собой болтами 4 , расположенными по поясу редуктора. Силы, возникающие в зацеплении червяка с колесом, передаются на валы. Валы червяка и колеса установлены на подшипниках. Нагрузки с вала колеса 6 передаются на подшипники, поэтому около подшипниковых узлов на корпусных деталях редуктора выполняют бобышки 7 (приливы), в которые вставляют болты 5 , имеющие больший диаметр и длину, чем болты 4 .

Штифты 8 используют для относительного центрирования крышки и корпуса редуктора на стадии их совместной механической обработки (расточка отверстий под подшипники, сверление отверстий по поясу редуктора под крепеж), а также – на стадии сборки редуктора. Они должны быть установлены как можно дальше друг от друга и по диагонали плоскости стыка корпусных деталей. Штифты могут быть цилиндрической и конической формы. Все штифты являются стандартными деталями. При демонтаже редуктора штифты выбивают из отверстий в корпусных деталях, а при повторном монтаже – снова забивают в отверстия в корпусных деталях (штифты устанавливают по переходным посадкам). Поэтому конические штифты служат дольше цилиндрических штифтов: дольше обеспечивают плотность посадки в корпусные детали.

Подшипниковые узлы червячного колеса закрывают фланцевыми крышками 9 , а подшипниковые узлы червяка 10 – фланцевыми крышками 11 . Фланцевые крышки крепят к корпусным деталям редуктора винтами 12 . Часто подшипниковые узлы закрывают врезными крышками. В этом случае сборку редуктора производят в такой последовательности: сначала устанавливают вал с колесом и подшипниками в основание корпуса редуктора, затем в расточки корпуса устанавливают врезные крышки, которые имеют выступающий бурт. Этим буртом крышки фиксируются в кольцевых канавках корпусных деталей редуктора. И наконец, передачу закрывают крышкой редуктора и соединяют по поясу с основанием корпуса болтами. Врезные крышки к корпусным деталям винтами не крепят – это их достоинство. Но врезные крышки (в отличие от фланцевых крышек) не обеспечивают доступ к подшипникам без демонтажа всего редуктора – это их недостаток.

маслоуказатель 13 предназначен для контроля уровня масла в картере редуктора,а сливная пробка 14 – для слива отработанного масла.

Для транспортировки редуктора могут быть применены рым-болты 15 (грузовые винты). С этой же целью могут быть выполнены крюки и ребра с отверстиями под канат, отливаемые совместно с крышкой редуктора.

Движение, вращающие моменты и энергия в червячном редукторе передаются за счет скольжения витков червяка по зубьям колеса. Поэтому в червячном редукторе происходит значительное выделение теплоты в зоне зацепления. Это вызывает необходимость применения дорогостоящих цветных металлов для изготовления зубчатого венца червячного колеса. Если отвод теплоты недостаточен, то передача может перегреться. Перегрев передачи резко снижает вязкость масла, что может вызвать заедание зубьев колеса витками червяка и привести передачу в негодность.

При работе редуктора нагрев передачи вызывает повышение давления внутри его корпуса. Чтобы выровнять давления внутри корпуса редуктора с окружающей средой в смотровую крышку устанавливают отдушину 16 (перепускной клапан, который выпускает воздух из корпуса редуктора и не впускает воздух внутрь корпуса).

Червячный редуктор без крышки показан на рисунке 2.

Рисунок 2 – Редуктор червячный одноступенчатый без крышки

Благодаря снятой крышке редуктора хорошо виден узел червячного колеса: само колесо 1 , вал колеса 2 , подшипники 3 , фланцевые крышки 4 подшипников (крышки крепят к корпусу редуктора винтами 5) . Корпус и крышка редуктора соединены болтами 8, установленными в бобышки (приливы) у подшипниковых узлов, и болтами 6 , расположенными по поясу 7 корпусных деталей. Штифты 9 (их два) используют при сборке редуктора, для относительного центрирования корпусных деталей редуктора.

На рисунке 3 показан червячный редуктор без нижней части корпуса. Благодаря отсутствию на рисунке корпусной детали хорошо видна конструкция узла червяка. Червяк 1 (ведущий вал червячного редуктора) выполнен заодно с валом и опирается на расточки корпуса редуктора через подшипники 2 .

Рисунок 3 – Червячный одноступенчатый редуктор

без нижней части корпуса

Правый опорный узел червяка закрыт глухой (без отверстия под вал) фланцевой крышкой 3 . Левый опорный узел изолирован от окружающей среды фланцевой подшипниковой сквозной крышкой 4 . Фланцевые крышки крепят к основанию корпуса винтами 5 . На рисунке также хорошо виден жезловой маслоуказатель 6 .

Ведущий вал редуктора также называют быстроходным иливходным. Он передает нагрузки, энергию и вращение от вала электродвигателя к валу червячного колеса. входной вал редуктора присоединяют к валу электродвигателя упругой муфтой, поэтому он вращается с той же частотой, что и вал электродвигателя. частота вращения вала колеса (выходного вала редуктора) уменьшается в передаточное число раз по отношению к частоте вращения червяка.

Узел входного вала редуктора, то есть узел червяка, показан на рисунке 4. Червяк 1 устанавливают в корпус 2 в осевом направлении, поэтому корпус редуктора по оси червяка не разрезают. Червяк опирается на корпус через конические подшипники 3 . Значительная по величине осевая нагрузка на вал вызывает необходимость применения для опор червяка роликовых радиально-упорных подшипников (иначе их называют коническими подшипниками). При частоте вращения червяка более 2000 об/мин приходится использовать шариковые радиально-упорные подшипники, так как роликовые подшипники из-за трения не долговечны.

Узел левой опоры червяка закрыт фланцевой сквозной крышкой 4, в которую вставлено манжетное уплотнение 5 . Уплотнение предназначено для изоляции опорного узла от окружающей среды и защиты подшипника от загрязнений. Фланцевая крышка присоединена к корпусным деталям редуктора при помощи винтов 6 . В правой опоре подшипниковый узел закрыт фланцевой глухой крышкой 7 (без сквозного отверстия под вал).

Рисунок 4 – Узел входного вала редуктора

Стандартные фланцевые крышки подшипников имеют малую длину посадочного цилиндра (посадочный цилиндр – это цилиндрическая поверхность, по которой крышка вставляют в корпус редуктора), поэтому между подшипником и крышкой устанавливают регулировочные кольца 8 (в левой опоре) и 9 (в правой опоре). регулировочные кольца предназначены также для осевой фиксации подшипников в расточках корпуса редуктора.

Поскольку каждая деталь узла вала имеет свою погрешность изготовления размеров, то при сборке узла они могут суммироваться или минусоваться. Для заданного режима эксплуатации редуктора необходимо свободное вращение валов в подшипниках, что обеспечивается определенной величиной зазоров в них.

Регулирование зазоров в подшипниках опор вала осуществляют наборами тонких металлических прокладок 10 , устанавливаемых под фланцы подшипниковых крышек. Толщины и состав набора прокладок определяют путем расчета сборочных размерных цепей.

Таким образом, предназначены как для компенсации погрешностей изготовления деталей узла, так и для обеспечения требуемых зазоров в подшипниках. В паз концевого участка червяка (хвостовика) установлена призматическая шпонка 11 .

Узел выходного вала редуктора , то есть узел вала червячного колеса, показан на рисунке 5. На валу 1 установлено червячное колесо 2 посредством посадки с гарантированным натягом и призматической шпонки 3 . Вал опирается на корпусные детали редуктора через шариковые радиально-упорные подшипники 4 . Осевая нагрузка на вал мала, поэтому применения роликовых подшипников не требуется.

Рисунок 5 – Узел выходного вала редуктора

Между ступицей колеса и внутренним кольцом правого подшипника установлено дистанционное кольцо 5 . Оно предназначено для удержания на заданном расстоянии колеса и внутреннего кольца подшипника. Его устанавливают на вал по посадке с гарантированным зазором.

Левый опорный узел изолирован от окружающей среды фланцевой глухой крышкой 6 . Правый опорный узел вала закрыт фланцевой сквозной крышкой 7 . Обе крышки присоединены к корпусным деталям винтами 8 . Между подшипниками и фланцевыми крышками расположены регулировочные кольца 9 . Между фланцевой сквозной крышкой и валом расположено манжетное уплотнение 10 (его вставляют в отверстие в крышке). Манжетное уплотнение предназначено для защиты опорного узла от загрязнений окружающей среды.

С целью регулирования зазоров в подшипниках под фланцы подшипниковых крышек поставлены наборы тонких металлических прокладок 11 . В паз хвостовика (концевого участка) вала вставлена призматическая шпонка 12 с целью смягчения посадки соединительной полумуфты на вал и повышения надежности передачи вращающего момента на приводной вал машины.

Лабораторная работа 3

РАЗБОРКА И СБОРКА ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА

Цель работы : практическое изучение конструкций червячных редукторов, определение параметров червячного зацепления, измерение габаритных и присоеденительных размеров редукторов, ознакомление с регулировкой зазоров в подшипниках и регулировкой червячного зацепления.

1. Назначение редуктора

Червячные редукторы служат для снижения частоты вращения выходного вала и соответствующего повышения на нём крутящего момента. Применяются для передачи вращательного движения между валами, у которых угол скрещивания осей составляет 90 0 . Наиболее важными характеристиками редуктора являются крутящий момент на тихоходном валу, КПД, и частота вращения быстроходного вала.

Основные достоинства червячных передач:

возможность реализации больших передаточных чисел в одной ступени

(у силовых передач от 8 до 80, у кинематических до 1000), плавность и бесшумность в работе, возможность самоторможения.

Основным недостаком червячной передачи является сравнительно низкий КПД. К сопутствующим недостаткам следует отнести значительное выделение тепла в зоне зацепления червяка с червячным колесом, склонность к заеданию в зацеплении, необходимость применения для венцов червячных колёс дорогих антифрикционных материалов, повышенный износ. Указанные недостатки ограничивают применение червячных редукторов по мощности (обычно до 80квт. и реже до 300квт.)

Наибольшее применение червячные редукторы находят в подъёмно- транспортных машинах, в коробках передач станков, в механизмах рулевого управления транспортных средств, т.е. в механизмах периодического действия при относительно низких скоростях.

2. Устройство червячных редукторов

Наибольшее распространение получили одноступенчатые червячные редукторы. По относительному расположению червяка и червячного колеса различают три основные схемы червячных редукторов: с нижним (рис. 1.а), верхним (рис.1.б) и боковым (рис.1.в,г) расположением червяка.

Рис. 1. Схемы червячных редукторов

Редукторы общемашиностроительного применения с межосевым расстоянием от 40 до 500мм изготавливаются обычно двух типов: с червяком под колесом - РЧП и над колесом - РЧН.

К

орпуса относительно небольших червячных редукторов с межосевым расстоянием до 100мм. изготавливают чаще всего без разъёма (тип РЧУ40….РЧУ100). Редукторы с межосевым расстоянием 125мм. и более имеют обычно корпуса с разъёмом по оси червячного колеса (рис.2).

Рис. 2. Редуктор червячный с верхним расположением червяка

Основные детали на рис. 2: 1 -корпус; 2-крышка корпуса; 3-червячное колесо; 4,20 - крышки подшипника сквозные; 5 - червяк; 11,16 - подшипники; 13 - крышка смотрового люка; 21 - вал тихоходный; 23 - штифт;24 - шуп маслоуказателя; 26 - сливная пробка; 9,17 - набор прокладок.

В червячных редукторах для опор валов применяют, как правило, подшипники качения. В редукторах с межосевым расстоянием до 160мм. червяки устанавливают обычно в радиально-упорных подшипниках по одному в каждой опоре (установка "враспор" - см. рис.2). При межосевых расстояниях более 200мм. в одной из опор червяка ставят два радиально- упорных подшипника, воспринимающих осевую нагрузку в обоих направлениях, а в другой опоре плавающий радиальный подшипник. Для опор вала колеса используют обычно по одному радиально-упорному подшипнику с каждой стороны, которые устанавливают "враспор". Внутренние кольца подшипников ставят на валы с натягом для предотвращения проворачивания кольца на шейке вала, а наружные ставят в корпус редуктора по переходной посадке или с минимальным зазором для выполнения осевой регулировки подшипников и регулировки зацепления по пятну контакта.

Основной способ смазки червячного зацепления - окунание червяка или колеса в масляную ванну картера редуктора. Масляная ванна должна иметь достаточную ёмкость во избежание быстрого старения масла и перемещения продуктов износа и осадков в зацепление и опоры валов. При нижнем расположении червяка уровень масла обычно назначают из условия полного погружения витков червяка. Уровень масла при верхнем расположении червяка назначают из условия полного погружения зуба червячного колеса.

В быстроходных червячных редукторах большой мощности применяют циркуляционную смазку. Для контроля уровня масла применяют маслоуказатели. Для заливки масла и контроля пятна контакта используют смотровой лючок (рис.2.) или верхнюю крышку редуктора. В нижней части корпуса редуктора устанавливают пробку для слива масла. Через отдушину на крышке смотрового лючка в редукторах типа РЧН или РЧП выравнивают давление воздуха внутри корпуса редуктора по отношению к наружному. В редукторах типа РЧУ для этой цели предусматривается отверстие в щупе маслоуказателя.

Для устранения утечек масла и попадания внутрь редуктора пыли и грязи в сквозных крышках опор редуктора устанавливают уплотнения. Наиболее часто применяют уплотнения манжетного типа.

Материал основных деталей редуктора

Крышку и корпус редукторов обычно изготавливают из серого чугуна или из алюминиевого сплава АЛ-3.

Червяк изготавливают из конструкционных марок сталей (сталь 45, сталь 40, сталь 20, сталь20Х) для малонагруженных редукторов и из легированных марок сталей (сталь 40ХН, сталь 34ХН1М, сталь 38ХГН, сталь 5ХНВ…) для тяжелонагруженных редукторов. Червяки, как правило, подвергают общей термообработке 260- 290 НВ или общей термообработке 230-260 НВ и поверхностной закалке зубьев 42-48 HRC. Последний вариант более предпочтителен, но после поверхностной закалки необходима шлифовка на специальных станках. Червяки из малоуглеродистых марок сталей (20, 20Х, 20ХГ) подвергают цементации с последующей поверхностной закалкой.

С целью снижения коэффициента трения и предотвращения заедания зацепления червячные колёса изготавливают, как правило, из бронзы БрАЖ9-4Л, БрОФ10-1 и др. Реже их выполняют из чугуна, из антифрикционных алюминиевых сплавов и из пластмасс. При изготовлении колёс диаметром более 150-200мм. в целях экономии из бронзы изготавливают лишь зубчатый венец, а диск колеса из чугуна или углеродистой стали. Способов сочленения венца с диском много, но наиболее распространённые это заливка венца непосредственно на предварительно рифлёный диск колеса или посадка венца на диск с натягом и установка резьбовых гужонов по поверхности сочленения.

Механический редуктор - (от англ. «reduce» - уменьшать, снижать) это устройство, которое передаёт и преобразует крутящий момент между двигателем и исполнительным механизмом. Механический редуктор может быть как одноступенчатый, так и многоступенчатый. Чаще всего редукторы преобразуют низкий крутящий момент, но высокую скорость вращения в более низкую и пропорционально увеличившийся крутящий момент на выходе. Мультипликатором называется такой редуктор, которой повышает угловую скорость вала в ущерб крутящему моменту.

Многоступенчатые редукторы называются коробками передач, а редукторы с плавным изменением передаточного отношения называются вариаторами.

Редукторы делятся на классы главным образом по типу используемой механической передачи. Также существуют подклассы, определяемые тип корпуса, мощность, скорость вращения, передаточное число, способ охлаждения и другие малозначимые параметры.

Из большого количества редукторов можно выделить отдельный класс устройств, в которых передача осуществляется особым способом. Такие устройства называются червячными редукторами.

Червячные редукторы передают крутящий момент посредством червячной передачи. Червячная передача также называется зубчато-винтовой, поскольку основными элементами такой передачи являются зубчатое червячное колесо и винт-червяк.

Червяк - это особый винт с трапецеидальной формой профиля резьбы. Изготавливается из прочных материалов. Имеет много разновидностей, но на практике самыми удобными оказываются однозаходные, двухзаходные или четырёхзаходные червяки. Степень заходности зависит от количества индивидуальных каналов резьбы.

Червячное колесо внешним видом похоже на обыкновенное зубчатое колесо, но чаще всего резьба подогнана под форму резьбы сопряжённого с этим колесом червяка. Изготавливаются зубчатые колёса для довольно мощных червячных редукторов чаще всего из двух разных материалов. В качестве материала для зубьев используется высокопрочный антифрикционный металл, а для сердечника подходит любая прочная, но не дорогая сталь или обыкновенный чугун.

Червячная передача благодаря своей конструкции довольно эффективна в устройствах, где требуется высокий крутящий момент, сопряжённый с низкой угловой скоростью. Червяк является ведущим звеном механизма. Это означает, что крутящий момент от двигателя передаётся на червяк, а уже потом червяк передаёт момент на зубчатое колесо, который в свою очередь вращает выходной вал. Вследствие эффекта самоторможения червячная передача является необратимой. То есть приложенный момент к зубчатому колесу не сможет заставить двигаться червяк, даже при обилии смазки, поскольку силы трения во много раз превышают приложенную силу.

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.

		Передаточное число	Частота вращения выходного вала об/мин	Номинальный крутящий момент на выходном валу Нм
редуктор	мотор-редуктор
1Ч-80, 2Ч-80, Ч-80