Червячная передача представляет собой механизм, предназначенный для передачи вращения между валами со скрещивающимися осями посредством винта, выполненного в виде червяка и сопряженного с ним червячного колеса. Червячная передача, как и зубчатая, имеет начальные и делительные поверхности, представляющие собой поверхности цилиндров (в большинстве случаев).
Особой разновидностью червячной передачи является глобоидная передача, у которой делительная поверхность червяка выполнена в виде вогнутой поверхности тора. (Примечание: тор — от лат. torus — «вздутие», «выпуклость», «узел» — геометрическое тело, образуемое вращением круга вокруг прямой, лежащей в плоскости этого круга, но не пересекающей его.) Червячная передача представляет собой разновидность винтовой зубчатой передачи и характеризуется тем, что поверхности зубьев колеса огибают на определенном угле поверхности витков червяка и контактируют с витками червяка по линии, благодаря чему повышается несущая способность передачи.
Червячная передача характеризуется передаточным числом u = z2/zx, где z2 — число зубьев колеса (обычно z2 = 18 / 300); zx — число заходов винта на червяке (в большинстве случаев z, = 1 / 4), а также передаточным отношением / = со, / /со2 = и, где со, и со, — угловые скорости соответственно червяка и колеса. Червячная передача позволяет получать большие передаточные отношения (до 300), но имеет сравнительно низкий коэффициент полезного действия (КПД от 0,50 до 0,85).
Как показали специальные исследования, КПД тем выше, чем больше угол винтовой линии червяка, вычисляемый следующим образом по формуле: у = arctg (pzx / ndx- (mzx) / d„ где p — осевой шаг; dx — делительный диаметр червяка, m — модуль. Чем меньше угол, тем более вероятно явление самоторможения при ведущем червячном колесе. Червячные передачи используются в механизмах в тех случаях, когда требуется значительное понижение угловой скорости; повышающие червячные передачи встречаются очень редко.
Цилиндрический червяк, применяемый во многих червячных передачах, может быть:
1) архимедовым — с прямолинейным профилем в осевом сечении;
2) эвольвентным — с эвольвентными винтовыми поверхностями;
3) удлиненно-эвольвентным (конволютным) — образующая прямая его винтовой линии не проходит через ось.
В червячных передачах применяются такие виды червячного зацепления, как:
1) передачи «кавекс» с цилиндрическим червяком, имеющим вогнутый профиль витков в осевом сечении; характеризуются большим КПД и повышенной несущей способностью;
2) передачи с цилиндрическим червяком, нарезанным дисковой конической фрезой или абразивным шлифовальным кругом с трапецеидальной формой профиля;
3) спироидные — с коническим червяком, зацепляющимся с полуглобоидным коническим колесом.
Для червячной передачи подбираются определенные червячные пары с учетом особенностей работы механизмов, в которых они применяются, при этом главное внимание уделяется противозадирной стойке.
Специальные исследования показали, что наиболее стойки против заедания и износа червячные пары с цементованным червяком из углеродистой или легированной стали, шлифованным и полированным, и колесом (червячным) из оловянно-фосорной бронзы марки БрОФЮ-1 или БрОФ6,5-ОД5.
Червячные передачи широко применяются во многих машинах, станках, волочильных станах металлургических предприятий и др.