По характеру изготовления червяков и их зацепления с червячными колесами различают редукторы с цилиндрическими и глобоидными червяками. Цилиндрические червяки (рис. 12, а) выполняют из цилиндрических заготовок путем нарезания винтовых ниток трапецеидального профиля. Эти червяки просты в изготовлении и при сборке редуктора не требуют повышенной точности их установки в осевом направлении. Глобоидный червяк имеет форму тела, образованную вращением дуги abc относительно оси х (рис. 12, б).

Червячные колеса глобоидного и цилиндрического редукторов по форме не различаются. Основное преимущество первого заключается в том, что с глобоидным червяком одновременно находятся в зацеплении все зубья червячного колеса, расположенные по дуге abc, в то время как с цилиндрическим червяком одновременно зацеплен один зуб червячного колеса и только на небольшом угле поворота червячного колеса в зацепление входит второй зуб. Таким образом, при одинаковых моментах, передаваемых редукторами, усилие, которое приходится на один зуб в глобоидном редукторе, значительно меньше, чем в редукторе с цилиндрическим червяком. Вследствие этого несущая способность глобоидного редуктора возрастает до 1,5…4 раз, а следовательно, габаритные размеры редуктора и всей лебедки меньше.

Однако эти преимущества глобоидного редуктора достигаются только при строго симметричном расположении червяка относительно червячного колеса. В случае неточной сборки редуктора червяк может сместиться в осевом направлении, что нарушит совпадение дуг abc червяка и червячного колеса. Нормальное зацепление нарушится, редуктор начнет нагреваться и может выйти из строя. В условиях эксплуатации необходимо особо тщательно регулировать положение червяка в осевом направлении. Поэтому в современных конструкциях используют цилиндрические червяки.

В схеме на рис. 12, в изображена нагрузка Р, действующая на виток червяка со стороны зуба червячного колеса. Для более четкого представления влияния этой нагрузки на червяк и его опоры целесообразно разложить ее по взаимно перпендикулярным направлениям xyz. Составляющие усилия Ру и Рг изгибают червяк и нагружают его подшипники в радиальном направлении. Усилие Рх внецентренно нагружает червяк и подшипники в осевом направлении. Червяк опирается на две подшипниковые опоры, одна из которых снабжена подшипником, воспринимающим только радиальные нагрузки, а другая, нагруженная радиальной и осевой нагрузками, содержит либо два радиально-упорных подшипника, либо один радиальный и один двухрядный упорный подшипник, установленные в одном подшипниковом узле.

Рис. 12. Схемы червячной передачи с червяком:
а — цилиндрическим, б — глобоидным, в — нагрузки, действующие на червяк редуктора

Рис. 13. Червячный редуктор с консольным расположением канатоведущего шкива

Аналогично червяку нагружено червячное колесо, но его осевая нагрузка незначительна и поэтому в подшипниковых узлах нет самостоятельного упорного подшипника. Червяк в подшипниках закрепляют с таким расчетом, чтобы один его конец, воспринимающий радиальные и осевые нагрузки, был жестко зафиксирован в осевом направлении, а другой (с радиальным подшипником), воспринимающий только радиальные нагрузки, имел возможность перемещаться в осевом направлении. Это обеспечивает компенсацию температурного расширения. При жестком закреплении обоих концов червяка его нагрев может вызвать внутренние усилия, способные вывести редуктор из строя.

В лебедках применяют два способа горизонтального расположения червяка: нижнее, когда он находится под червячным колесом, и верхнее, когда червяк установлен над червячным колесом. В первом случае уровень масла превышает нижние поверхности червяка, благодаря чему хорошо смазываются поверхности трения червяка и червячного колеса. Так как диаметр подшипников качения червяка превышает внешний диаметр рабочей части червяка, то при высоком уровне смазочного материала он вытекает через подшипниковые узлы. Чтобы предотвратить утечки масла, подшипниковые узлы уплотняют сальниками, манжетами и прокладками. Во время эксплуатации лифта систематически контролируют уровень масла в редукторе.

При верхнем расположении червяка уровень масла в редукторе принимают таким, чтобы червячное колесо нижней частью окуналось в масло. Так как диаметр червячного колеса значительно превосходит диаметр его подшипников, гидростатическое давление масла в подшипниковых узлах выходного вала редуктора отсутствует и утечка масла существенно уменьшается. При расположении червяка над червячным колесом в момент пуска механизма после длительного простоя червяк смазывается маслом, которое находится в углублениях между зубьями червячного колеса (в верхней его части окружности). Затем масло поднимается к червяку на зубьях червячного колеса из масляной ванны. Поэтому в лифтах новой конструкции используют лебедки с верхним расположением червяка.

На рис. 13, а представлен червячный редуктор с верхним расположением червяка, совмещенного с ротором двухскоростного электродвигателя в неразъемную сборочную единицу. В литом корпусе редуктора во взаимно перпендикулярных направлениях расположены входной и выходной валы. Цилиндрический червяк вместе с ротором электродвигателя фиксируют в корпусе двумя подшипниковыми узлами. Подшипник, расположенный со стороны ротора, воспринимает только радиальные нагрузки. Внутреннее кольцо этого подшипника зафиксировано на валу в продольном направлении буртиком и пружинным разрезным кольцом. Наружное кольцо в продольном осевом направлении не фиксируется и может перемещаться в этом направлении. Таким образом исключаются внутренние усилия при температурных деформациях червяка.

Второй подшипниковый узел, расположенный со стороны тормозного шкива, воспринимает как радиальные, так и продольные осевые нагрузки. Этот узел состоит из двух радиально-упорных шарикоподшипников. Их внутренние кольца зажаты на валу между буртом и установочной гайкой со стопорной шайбой. Наружные кольца подшипников в осевом продольном направлении фиксированы пружинным разрезным кольцом и крышкой с манжетой. На торцовой части тормозного шкива закреплен штурвал для проворота червяка вручную.

Выходной вал редуктора опирается на два подшипниковых узла. Внутри редуктора на валу расположено червячное колесо с бронзовым венцом, а на консольной части вне редуктора — канатоведущий шкив. Подшипниковый узел, размещенный со стороны канатоведущего шкива, снабжен роликоподшипником с короткими цилиндрическими роликами без бортов на наружном кольце и воспринимает только радиальные нагрузки. От перемещения в продольном осевом направлении наружное кольцо удерживается буртом и пружинным разрезным кольцом, а внутреннее кольцо — буртом и распорной втулкой. Другой подшипниковый узел, воспринимающий радиальные и осевые нагрузки, выполнен из двух радиально-опорных однорядных шарикоподшипников, внутренние кольца которых на валу зажаты торцовой шайбой. При этом усилие передается через фасонную распорную втулку на червячное колесо и бурт выходного вала. Наружные кольца подшипников фиксированы в крышке бокового люка корпуса редуктора и зажаты в продольном осевом направлении между буртом и крышкой подшипникового узла. На коническом конце выходного вала редуктора консольно закреплен канатоведущий шкив, удерживаемый в осевом направлении торцовой шайбой.

В нижней части корпуса редуктора для спуска масла предусмотрено отверстие, перекрываемое пробкой с уплотнительными прокладками. Масло заливают через люк в верхней части редуктора, закрываемый крышкой, а контролируют уровень масла уровнемером в виде линейки. На верхней части корпуса закреплена строповочная скоба.

На рис. 13, б представлен червячный редуктор с верхним расположением цилиндрического червяка, который получает вращение от фланцевого двухскоростного электродвигателя с автономным вентилятором.

Червяк опирается на два подшипниковых узла. Один из них, состоящий из двух радиально-упорных подшипников, воспринимает как радиальные, так и осевые нагрузки. Внутренние кольца этих подшипников насажены на вал и закреплены в осевом направлении между буртом и гайкой со стопорной шайбой. Наружные кольца подшипников установлены в отверстии корпуса редуктора и жестко зажаты в осевом направлении между буртом в корпусе редуктора и крышкой подшипникового узла с манжетой. На конце червяка со стороны радиально-упорных подшипников закреплен штурвал для вращения червяка вручную в случае необходимости.

Другой подшипниковый узел содержит один шарикоподшипник, воспринимающий только радиальные нагрузки. Внутреннее кольцо подшипника в осевом направлений зафиксировано пружинным разрезным кольцом и буртом на червячном валу. Наружное кольцо подшипника установлено в отверстии корпуса редуктора. Так как кольцо не закреплено в осевом направлении, то может перемещаться в этом направлении, что исключает появление внутренних усилий от температурных деформаций. Чтобы предотвратить вытекание масла из редуктора, отверстие подшипникового узла с внешней стороны закрыто крышкой с манжетой. На конце вала червяка с помощью шпонки и торцовой шайбы закреплена полумуфта с тормозным шкивом.