Червячните зъбни колела са компоненти за предаване на мощност, използвани предимно като редуктори с високо предавателно число за промяна на посоката на въртене на вала и за намаляване на скоростта и увеличаване на въртящия момент между непаралелни въртящи се валове. Те се използват на валове с непресичащи се, перпендикулярни оси. Тъй като зъбите на зацепващите се зъбни колела се плъзгат едно покрай друго, червячните зъбни колела са неефективни в сравнение с други зъбни задвижвания, но могат да доведат до значително намаляване на скоростта в много компактни пространства и следователно имат много индустриални приложения. По същество червячните зъбни колела могат да бъдат класифицирани като едно- и двуобхващащи, което описва геометрията на зацепващите се зъби. Червячните зъбни колела са описани тук, заедно с обсъждане на тяхното действие и често срещани приложения.

Цилиндрични червячни зъбни колела

Основната форма на червяка е еволвентната рейка, чрез която се генерират цилиндрични зъбни колела. Зъбите на рейката имат прави стени, но когато се използват за генериране на зъби върху заготовки за зъбни колела, те създават познатата извита форма на зъба на еволвентното цилиндрично зъбно колело. Тази форма на зъбната рейка по същество се навива около тялото на червяка. Свързването червячно колело е съставен отспирална предавказъби, изрязани под ъгъл, който съответства на ъгъла на зъба на червяка. Истинската форма на шпорите се среща само в централната част на колелото, тъй като зъбите се извиват, за да обхванат червяка. Зацепващото действие е подобно на това на рейка, задвижваща пиньон, с изключение на това, че транслационното движение на рейката е заменено от въртеливото движение на червяка. Кривината на зъбите на колелото понякога се описва като „гърловидна“.

Червеите ще имат поне една и до четири (или повече) резби или начала. Всяка резба се зацепва със зъб на червячното колело, което има много повече зъби и много по-голям диаметър от червяка. Червеите могат да се въртят в двете посоки. Червячните колела обикновено имат поне 24 зъба, а сборът от резбите на червяка и зъбите на колелото обикновено трябва да е по-голям от 40. Червеите могат да бъдат направени директно на вала или отделно и по-късно да се поставят върху вала.
Много червячни редуктори са теоретично самоблокиращи се, т.е. не могат да бъдат задвижвани обратно от червячното колело, което е предимство в много случаи, като например при повдигане. Когато обратното задвижване е желана характеристика, геометрията на червяка и колелото може да бъде адаптирана, за да го позволи (често изискващо множество пускания).
Съотношението на скоростите на червяка и колелото се определя от съотношението на броя на зъбите на колелото към броя на резбите на червяка (не от техните диаметри).
Тъй като червякът се износва сравнително повече от колелото, често за него се използват различни материали, като например закален стоманен червяк, задвижващ бронзово колело. Предлагат се и пластмасови червячни колела.

Едно- и двуобхващащи червячни зъбни колела

Обгръщането се отнася до начина, по който зъбите на червячното колело се увиват частично около червяка или зъбите на червяка се увиват частично около колелото. Това осигурява по-голяма контактна площ. Еднообгръщащата червячна предавка използва цилиндричен червяк, който се зацепва със зъбите на колелото с гърловината.
За да се осигури още по-голяма контактна повърхност на зъбите, понякога самият червяк е с гърловина – оформена като пясъчен часовник – за да съответства на извивката на червячното колело. Тази конструкция изисква внимателно аксиално позициониране на червяка. Двойно обгръщащите червячни зъбни колела са сложни за обработка и намират по-малко приложения от еднообгръщащите червячни зъбни колела. Напредъкът в машинната обработка е направил двойно обгръщащите конструкции по-практични, отколкото са били в миналото.
Спиралните зъбни колела с кръстосани оси понякога се наричат ​​необгръщащи червячни зъбни колела. Скобата за самолет вероятно ще бъде с необгръщаща конструкция.

Приложения

Често срещано приложение на червячните редуктори са задвижванията на ремъчни конвейери, тъй като ремъкът се движи сравнително бавно спрямо двигателя, което е причина за редуктор с високо предавателно число. Съпротивлението на обратното въртене през червячното колело може да се използва за предотвратяване на обръщане на ремъка, когато конвейерът спре. Други често срещани приложения са в задвижващи механизми на клапани, крикове и циркулярни триони. Понякога се използват за индексиране или като прецизни задвижвания за телескопи и други инструменти.
Топлината е проблем при червячните предавки, тъй като движението по същество се плъзга, подобно на гайка върху винт. При задвижващ механизъм на клапан, работният цикъл вероятно ще бъде прекъсващ и топлината вероятно ще се разсейва лесно между редките операции. За конвейерно задвижване, с евентуално непрекъсната работа, топлината играе голяма роля в конструктивните изчисления. Също така, за червячни предавки се препоръчват специални смазочни материали поради високото налягане между зъбите, както и възможността за износване между различните материали на червяка и колелото. Корпусите за червячни предавки често са снабдени с охлаждащи ребра, за да разсейват топлината от маслото. Може да се постигне почти всякакво количество охлаждане, така че топлинните фактори за червячните предавки са съображение, но не и ограничение. Обикновено се препоръчва маслата да се поддържат под 200°F (93°C), за да има ефективна работа на всяко червячно задвижване.
Обратното задвижване може или не може да се случи, тъй като зависи не само от ъглите на спиралата, но и от други по-малко количествено измерими фактори, като триене и вибрации. За да се гарантира, че то винаги ще се случва или никога няма да се случва, конструкторът на червячни задвижвания трябва да избере ъгли на спиралата, които са или достатъчно стръмни, или достатъчно плитки, за да пренебрегнат тези други променливи. Разумното проектиране често предполага включване на излишно спиране със самоблокиращи се задвижвания, когато е заложена на риск безопасността.
Червячните зъбни колела се предлагат както като корпусни единици, така и като зъбни комплекти. Някои единици могат да бъдат снабдени с вградени серводвигатели или като многоскоростни конструкции.
За приложения, изискващи висока точност на редукция, се предлагат специални прецизни червяци и версии с нулев луфт. Някои производители предлагат и високоскоростни версии.