Червячный привод - Worm drive

Для получения информации о термине "привод WORM" см. Пишите один раз, читайте много.
Червячная и червячная передача

А червячный привод это передача в котором червь (который представляет собой шестерню в виде винт ) сцепляется с червячный редуктор (который внешне похож на цилиндрическое прямозубое колесо ). Два элементы также называются червячный винт и червячное колесо. Терминология часто сбивается с толку из-за неточного использования термина червячный редуктор для обозначения червяка, червячной передачи или червячного привода как целого.

Червячная передача или «бесконечный винт» была изобретена либо Архитом Терентумским, либо Аполлоний Пергейский, или же Архимед, последний из наиболее вероятных авторов.[1] Червячная передача позже появилась в Индийский субконтинент, для использования в роликах хлопкоочистительные машины, вовремя Делийский султанат в тринадцатом или четырнадцатом веках.[2]

Как и другие зубчатые передачи, червячный привод может уменьшить скорость вращения или передать выше крутящий момент. Червь - это пример винт, один из шести простые машины. Одним из основных преимуществ червячных приводов является то, что они могут передавать движение под углом 90 градусов. Червяк в червячном приводе 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, деленному на количество пусков червяка. Как скольжение, так и качение червяка и шестерни вступают в игру во время зацепления шестерен. Скользящий контакт доминирует 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

Червячная передача с 4-х пусковой червячной и зубчатой ​​шестерней

А коробка передач спроектированный с использованием червяка и червячного колеса значительно меньше, чем сделанный из простого прямозубые шестерни, и его оси привода расположены под углом 90 ° друг к другу. одиночный старт червяк, на каждый оборот червяка на 360 ° червячное колесо продвигается только на один зуб шестерни. Следовательно, независимо от размера червяка (несмотря на разумные технические ограничения), передаточное число является «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.

А контрабас имеет червячные передачи как механизмы настройки

Типы

В червячной передаче можно использовать шестерни трех различных типов.

Первые без горла червячные передачи. У них нет горло, или паз, обработанный по окружности червячного 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

Червячные передачи с двойной оболочкой включают в себя обволакивающих червей, спаривающихся с полностью охватывающими червячными передачами. Он также известен как глобоидный глист.[4]:4

Направление передачи

В отличие от обычных зубчатых передач, направление трансмиссии (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 встречается 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 соотношение соответственно уменьшается и тормозной эффект червяка и червячной передачи, возможно, придется не учитывать, поскольку шестерня может приводить в движение червяк.

Конфигурации червячной передачи, в которых шестерня не может приводить в движение червяк, называются самоблокирующийся. Будет ли червяк и шестерня самоблокирующимися, зависит от угла опережения, угла давления и коэффициента трения.

Приложения

Червячный привод, управляющий воротами. Положение ворот не меняется после установки

В автомобилях начала 20-го века до появления рулевого управления с усилителем из-за спуска или разрыва одного из передних колес рулевой механизм тянулся в сторону со спущенной шиной. Использование червячного винта уменьшило этот эффект. Дальнейшее развитие червячного привода привело к рециркуляционный шар подшипники для уменьшения сил трения, которые передавали некоторое усилие 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. Маленький электродвигатели обычно бывают быстроходными и маломощными; добавление червячного привода увеличивает диапазон применений, для которых он может быть подходящим, особенно если учесть компактность червячного привода.

Червячные передачи используются в прессы, прокатные станы, транспортная техника, машины для горнодобывающей промышленности, на рули, и червячные пилы. Кроме того, фрезерование головы и поворотные столы позиционируются с высокой точностью дуплексный червь приводы с регулируемыми люфт. Червячные передачи используются во многих приводах лифтов / лифтов и эскалаторов из-за их компактных размеров и нереверсивности передачи.

В эпоху парусных кораблей введение червячного привода для управления рулем направления было значительным достижением. До его появления руль направления управлялся канатным барабаном. Бурное море могло приложить значительную силу к рулю, часто для управления судном требовалось несколько человек - некоторые приводы имели по два колеса большого диаметра, так что рулем могли управлять до четырех членов экипажа.

Главная передача грузовика 1930-х годов

Червячные передачи использовались в некоторых автомобильных бортовых передачах заднего моста (но не в дифференциал сам). 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 гг. Штутц фирма использовала их на своих автомобилях; чтобы иметь нижний этаж, чем у конкурентов, редуктор располагался снизу. Примером 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 Torsen дифференциал, в котором вместо конической передачи обычных открытых дифференциалов используются червяки и планетарные червячные передачи. Дифференциалы Torsen наиболее заметно представлены в HMMWV и некоторые коммерческие Хаммер транспортных средств, и в качестве межосевого дифференциала в некоторых полный привод системы, такие как Audi с quattro. Очень тяжелые грузовики, например те, которые используются для перевозки агрегаты, часто для прочности используют червячный дифференциал. Червячный привод не так эффективен, как гипоидный передачи, и такие грузовики неизменно имеют очень большой корпус дифференциала с соответственно большим объемом трансмиссионное масло, поглощать и рассеивать создаваемое тепло.

Червячные передачи используются в качестве механизма настройки многих музыкальных инструментов, в том числе гитары, контрабасы, мандолины, Бузуки, и много банджо (хотя большинство дорогих банджо использовать планетарные передачи или фрикционные колышки). Устройство настройки червячного привода называется головка машины.

Пластиковые червячные приводы часто используются на небольших электродвигателях с батарейным питанием для обеспечения выходной мощности с меньшей 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 используется на юбилейных. хомуты или юбилейные зажимы. Червячная резьба натяжного винта входит в прорези на зажимной ленте.

Иногда червячная передача предназначена для работы в обратном направлении, в результате чего выходной вал вращается намного быстрее, чем входной. Примеры этого можно увидеть в некоторых центрифуги или ветер губернатор в музыкальная шкатулка.

Левая и правая червяк

Винтовая и червячная форма

Правая косозубая шестерня или правый червяк - это зубчатая передача, в которой зубья 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 левый червяк - это зубчатая передача, в которой зубцы вращаются против часовой стрелки, когда они удаляются от наблюдателя, смотрящего вдоль оси.[4]:72

Производство

Червячные колеса первые порезанный вычистить зубы, а потом стучал до окончательных размеров.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Витольд Рыбчинский, Один хороший поворот: естественная история отвертки и винта. Лондон, 2000. Страница 139.
  2. ^ Ирфан Хабиб, Экономическая история средневековой Индии, 1200–1500 гг., стр. 53, Pearson Education
  3. ^ "Червячная передача". Получено 2009-05-01.CS1 maint: ref = harv (связь)
  4. ^ а б c Номенклатура передач, определение терминов с символами. Американская ассоциация производителей шестерен. 2005. ISBN  978-1-55589-846-5. OCLC  65562739. ANSI / AGMA 1012-G05.
  5. ^ Оберг 1920 С. 213–214.

Библиография

внешняя ссылка