Скольжение в червячной передаче, КПД передачи

Для червячных передач характерны большие скорости скольжения и неблагоприятное направление ее относительно линии контакта (рис. 12.7).

Рис 12.7

, (12.16)

где -окружная скорость, м/с, на начальном диаметре червяка; - окружная скорость, м/с, на делительном диаметре колеса. Скорость скольжения направлена по касательной к линии витка червяка (рис. 12.7):

. (12.17)

Условием отсутствия заедания и интенсивного износа является существование жидкостного трения между витками червяка и зубьями колеса. Это условие выполняется при существовании в зоне контакта клиновидного зазора в направлении вектора скорости скольжения. При скольжении поверхностей вдоль линии контакта масляный клин образоваться не может.

В отличие от зубчатых передач в червячных передачах часть поверхности зуба колеса имеет зону, в которой скольжение происходит вдоль контактных линий. На рис.12.8 цифрами 1, 2 и 3 отмечены последовательные положения контактных линий в процессе зацепления и направления скорости скольжения в некоторых точках. Зона, в которой направление почти совпадает с направлением контактных линий, заштрихована.

Рис. 12.8

Неблагоприятное направление вектора скорости скольжения является причиной низкого КПД червячного зацепления . КПД червячного зацепления определяют аналогично КПД резьбовой пары, которая по кинематическим свойствам аналогична червячной передаче.

, (12.18)

где - приведенный угол трения, уменьшающийся с увеличением скорости скольжения, так как при этом улучшаются условия образования масляного слоя.

С увеличением числа заходов червяка возрастает КПД передачи, но уменьшается передаточное число.