Геометрическая картина зацепления в червячной передаче аналогична зацеплению эвольвентного зубчатого колеса с зубчатой рейкой.
Силовые факторы на червяке обозначаются индексом 1, на червячном колесе – 2.
Вращающий момент на червяке создает в точке контакта на витке червяка (и, соответственно, на зубе червячного колеса) нормальную силу , которую для удобства раскладываем на составляющие: окружную , радиальную и осевую .
Окружные силы на червяке и червячном колесе:
, ,
где , – делительный диаметр червяка.
Так как окружная сила на червяке равна по величине и противоположно направлена осевой силе на червячном колесе, то:
.
Осевая сила на червяке и окружная сила на червячном колесе :
.
Угол трения в червячных передачах обычно незначителен (), при определении сил им пренебрегают. Поэтому:
.
Так как , то:
.
Рис. 3.5. Силы в червячной передаче |
Радиальные силы на червяке и червячном колесе:
,
где – угол зацепления; .