ЧЕРВЯЧНАЯ ПЕРЕДАЧА
WORM-GEAR

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в специальных механизмах станций спутниковой и тропосферной связи, а также в навигационных системах и комплексах.
Одним из аналогов является передача с объемно-пространственным зацеплением - ПОПЗ (RU №2533761 С2, 23.08.2012, Яковлев А.Ф. и Павлов Р.А.), в которой червячное колесо выполнено в виде полого металлического цилиндра со сквозными пазами и роликами-зубьями, которые при взаимодействии с витой пружиной червяка, закрепленной в профилированных упорных крепежных кольцах и шпонках вала образуют объемно-пространственное зацепление.
Основными недостатками червячной передачи являются сложность конструкции и ограниченный диапазон изменения жесткости пружиной, закрепленной с одного конца.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является червячная передача (RU №2049279 С1, 17.03.1992 г., Поздняков В.М.), которая содержит корпус, установленный в нем на подшипниках цилиндрический жесткий вал, на котором закреплена посредством колец и шпонок витая пружина, регулирование сжатия которой осуществляется с одного конца.
Основными недостатками известной передачи являются снижение контактной прочности и плавности работы передачи в процессе эксплуатации.
Техническая задача изобретения состоит в увеличении и стабилизации площади контакта пружины с валом и червячным колесом, что улучшает выборку зазоров и выравнивает удельное давление в контактирующих парах и при реверсивном движении, что повышает жесткость и долговечность передачи.
Для решения поставленной задачи предлагается червячная передача, содержащая зубчатое колесо и взаимодействующий с ним червяк, выполненный в виде цилиндрического вала и охватывающей его витой пружины, закрепленной на этом валу, в которой, согласно изобретению, с противоположных сторон резьбовых участков вала выполнено два профилированных паза, в которых размещены концы витой пружины, сжатие которой регулируется гайками.
Пружинный червяк также может быть выполнен с 1+n пружинами, где n произвольное число. Профиль витков пружины может быть выполнен прямоугольным.
От прототипа заявляемая червячная передача отличается тем, что с противоположных сторон резьбовых участков вала выполнено два профилированных паза, в которых размещены концы витой пружины, сжатие которой регулируется гайками. Пружинный червяк также может быть выполнен с 1+n пружинами, где n произвольное число. Профиль витков пружины может быть выполнен прямоугольным.
Размещение концов витой пружины в профилированных пазах позволяет регулировать сжатие пружины гайками с двух противоположных сторон резьбовых участков вала. Использование большего числа витых пружин дает возможность расширить диапазон регулирования жесткости зацепления и повысить долговечность червячной передачи при реверсивном движении и в экстремальных условиях эксплуатации за счет изменения наружного диаметра пружины, числа рабочих витков, шага в свободном состоянии и размера сечения проволоки.
Использование предложенной конструкции червячной передачи позволяет обеспечить безударный, плавный и малошумный характер работы в экстремальных условиях эксплуатации, с возможностью обеспечения заданной жесткости и долговечности.
На фиг. 1 представлена модель червячной передачи, где:
1 - вал;
2 - пружина;
3 - червячное колесо;
4 - профилированные пазы;
5 - резьбовые участки;
6 - гайки регулирования сжатия пружины.
На фиг. 2 представлен пружинный червяк, где:
1 - вал;
2 - пружина;
7 - вторая пружина.
Червячная передача работает следующим образом (фиг. 1): крутящий момент от источника крутящего момента через вал 1 передается на пружину 2, которая своими витками входит в зацепление с червячным колесом 3. Пружина 2 закреплена в профилированных пазах 4 расположенных на противоположных сторонах вала 1, с возможностью ее перемещения при регулировке сжатия по обеим сторонам резьбовых участков 5 регулирующими гайками 6. Величина усилия сжатия определяется диаграммой переменной жесткости самой пружины 2, в зависимости от наружного диаметра пружины, числа рабочих витков, шага в свободном состоянии и диаметра проволоки. Выполнение в предложенной передаче вала 1 с профилированными пазами 4 на противоположных сторонах, в которых установлены концы пружины 2, уравновесит усилие ее предварительного сжатия с двух сторон и позволит выбирать зазоры в зацеплении и поддерживать необходимую жесткость и долговечность передачи. Профиль зубьев червячного колеса может быть получен в результате его обкатывания пружиной.
Как вариант, предлагается червячная передача, которая выполнена по оригинальной новой конструкции червяка и червячного колеса. Новизна и полезность такого варианта состоит в том, что пружинный червяк (фиг. 2) с валом 1 выполнен с двумя пружинами 2 и 7. Профилированные пазы, в которых установлены концы пружин, выполнены на противоположных сторонах для каждой пружины.
В результате за счет применения 1+n пружин с использованием круглого или прямоугольного сечения профилей витков пружины дает возможность увеличить диапазон изменения: наружного диаметра витой пружины, числа рабочих витков, шага в свободном состоянии и размера сечения проволоки, а это позволит расширить диапазон регулирования жесткости зацепления и повысить долговечность червячной передачи в экстремальных условиях эксплуатации.