1. Цель работы
Работа предназначается для ознакомления с конструкцией червячного редуктора, определения основных геометрических и кинематических параметров зацепления и выяснения принципа и назначения регулировок узлов редуктора.
2. Описание редуктора, основные расчетные зависимости
Редукторы – это механизмы, выполняемые в виде отдельных агрегатов, служащие для понижения частоты вращения и увеличения крутящего момента.
Червячная передача относится к числу зубчато-винтовых передач с углом перекрещивания между осями, равным обычно 90°. Червяк представляет собой винт с резьбой трапецеидального либо близкого к нему профиля с малым числом заходов z1 = 1…4. Червячное колесо – это косозубое зубчатое колесо, профиль зуба которого формируется сгибанием витков червяка и имеет в осевом сечении форму дуги.
В данной работе рассматривается одноступенчатый червячный редуктор (рис. 1). Он включает в себя червяк 5 и червячное колесо 15, соединенное с валом 6 при помощи шпонки 30. Червяк и вал червячного колеса опираются на подшипники качения 17, 20, 22, 24 (которые фиксируются крышками 9, 11, 13, 14 с помощью винтов) и размещаются в корпусе 8.
Крышка люка 12 служит для заливки масла, проверки правильности зацепления при монтаже и состояния рабочих поверхностей червячной пары при эксплуатации.
В корпус редуктора ввинчены маслоуказатель 16 для контроля уровня масла и пробка 23 для его слива.
В сквозные крышки 9 и 13 установлены уплотнения 27 и 28, которые предотвращают вытекания смазки из редуктора и препятствуют попаданию в него инородных частиц.
Между крышками подшипников 9, 11, 13, 14 и корпусом 8 помещаются металлические прокладки 18, 19, 21, 25, с помощью которых производится регулировка подшипников и червячного зацепления.
Способ смазки – картерный непроточный; червячное зацепление и под-шипники колеса смазываются разбрызгиванием, а подшипники вала червяка – погружением в масло.
Взаимное положение крышки редуктора 10 и основания 8 фиксируется двумя штифтами 29, устанавливаемыми перед расточкой отверстий под подшипники.
Рассмотрим основные соотношения между параметрами некоррегирован-ной червячной передачи с архимедовым червяком.
|
|
Параметры червяка (рис. 2) [1, c. 228–232; 2, с. 199–202; 3, с. 208–210]:
модуль осевой:
m = p/π, (1)
где p – осевой шаг червяка;
делительный диаметр червяка
d1 = mq, (2)
где q – коэффициент диаметра червяка; диаметр вершин червяка
daı = dı + 2haı , (3)
где haı = haı m, haı = 1 – коэффициент высоты головки; диаметр впадин червяка
df1 = d1 – 2hf1, (4)
где hf1 = hf1 m, hf1 = 1,2 – коэффициент высоты ножки; угол подъема витков червяка
(5)
где z1 – число заходов червяка.
Рис. 2. Схема червяка
Параметры червячного колеса (рис. 3):
делительный диаметр колеса:
d2 = mz2, (6)
где z2 – число зубьев колеса;
диаметр вершин червячного колеса
dа2 = d2 + 2m, (7)
диаметр впадин червячного колеса
df2 = d2 – 2,4m, (8)
наибольший диаметр червячного колеса
dam2 ≤ d2 + . (9)
Рис. 3. Схема червячного колеса
Параметры передачи (рис. 4):
межосевое расстояние
аw = 0,5m (q + z2). (10)
Передаточное число u = z2/z1.
5.3. Оборудование
Штангенциркуль, щуп, набор гаечных ключей, отвертка, молоток, краска.
5.4. Порядок выполнения работы
Производится разборка редуктора в следующем порядке:
– отвертываются винты 3 и снимаются крышки подшипников 13, 14 вместе с регулировочными прокладками 18, 19;
– развинчиваются гайки крепления крышки 10 и основания редуктора 8;
– вынимается вал 6 вместе с червячным колесом 15 и подшипниками, а затем червяк 5 с подшипниками 22, 24 (подшипники с валов не снимаются);
– производится окончательная доразборка корпусных деталей редуктора (снимается крышка смотрового люка, вынимается маслоуказатель и т. д.).
Производится ознакомление с конструкцией и назначением деталей редуктора и его сборочных единиц (корпусных деталей, валов, червяка, червячного колеса, подшипников и т. д.).
Изображается кинематическая схема редуктора (рис. 4).
Рис. 4. Кинематическая схема червячного редуктора
Производятся необходимые замеры и подсчеты для заполнения таблицы 1.
Сборка редуктора производится в следующем порядке:
– очищаются боковые поверхности витков червяка и червячного колеса;
– на витки червяка наносится слой краски;
– к корпусу прикрепляется крышка подшипника червяка и устанавливается на место червяк с подшипниками;
– привинчивается (без затяжки) к корпусу вторая крышка подшипника червяка и с помощью щупа измеряется зазор (δ) между крышкой и корпусом редуктора;
– подбирается набор прокладок с суммарной толщиной (δ + 0,1)мм, которые разделяются на две, примерно равные по толщине части, и помещаются между крышкой и корпусом;
– затягиваются винты крепления крышек;
– вал червяка после регулировки должен свободно поворачиваться от руки и не иметь осевого перемещения (осевой зазор проверяется индикатором); в противном случае, варьируя количеством прокладок, следует произвести повторную регулировку;
– устанавливается на место червячное колесо с подшипниками, а затем – крышка редуктора, которая скрепляется болтами с корпусом;
– производится регулировка подшипников колеса (в таком же порядке, как указано выше);
– определяется точность сборки червячной передачи: одним из ее условий является совпадение плоскости среднего сечения колеса и оси червяка. Вращается от руки червяк, и в смотровое окно наблюдается положение пятна контакта. Оно должно находится посередине зуба колеса. В случае его смещения перестановкой регулировочных прокладок (с одной стороны на другую) добиваются его симметричного расположения относительно плоскости среднего сечения колеса;
– производится окончательная сборка редуктора (закрепляется крышка смотрового отверстия, ставится маслоуказатель и т. д.);
– выполняются эскизы червяка и червячного колеса (рис. 2, 3) с проста-новкой основных размеров;
– собранный редуктор представляется на проверку преподавателю.
5. Заключение
Объясняется следующее:
– для какой цели в червячной передаче стандартизированы параметры m, q, aw;
– зачем требуется проверка зацепления по пятну контакта;
– почему производится контроль уровня масла в редукторе;
– как смазываются зацепление и подшипники;
– в каком случае рекомендуется расположение червяка под червячным колесом;
– почему из бронзы выполняется венец червячного колеса, а не червяк;
– каковы способы охлаждения червячных передач;
– достоинства и недостатки червячных передач по сравнению с зубчатыми.
6. Оформление отчета.
– Подготовить титульный лист (см. образец на стр. 4).
– Изобразить кинематическую схему редуктора (см. рис. 4)
Подготовить и заполнить табл. 1.
Таблица 1
Характеристика зацепления
Наименование | Обозначение | Величина | |
Замеренная | Расчетная | ||
Шаг червячного зацепления | P, мм | ||
Модуль | m, мм | —— | |
Коэффициент диаметра червяка | q | —— | |
Диаметр окружности вершин червяка | da1, мм | ||
Делительный диаметр червяка | d1, мм | —— | |
Диаметр окружности впадин червяка | df1, мм | ||
Длина нарезной части червяка | в1, мм | —— | |
Наибольший диаметр колеса | dam2, мм | —— | |
Диаметр окружности вершин червячного колеса | da2, мм | ||
Диаметр делительной окружности червячного колеса | d2, мм | —— | |
Диаметр окружности впадин червячного колеса | df2, мм | ||
Ширина венца червячного колеса | в2, мм | ||
Межосевое расстояние | aw, мм | ||
Число заходов червяка | z1 | —— | |
Число зубьев колеса | z2 | —— | |
Передаточное число | U | —— | |
Угол подъема витков червяка | Ψ, рад | —— |
– Изобразить эскиз червяка и червячного колеса.
Дать заключение (см. пункт 5).
Контрольные вопросы
1. Назначение и устройство червячного редуктора.
2. Укажите достоинства и недостатки червячных передач по сравнению с обычными зубчатыми.
3. Из каких материалов изготавливают червяк и зубчатые венцы червячных колес? Какие факторы обуславливают выбор материала?
4. Какие различают червяки в зависимости от формы винтовой поверхности резьбы?
5. Перечислите основные параметры червяка, как они определяются?
6. Перечислите основные параметры червячного колеса, как оси определя-ются?
7. Какие параметры в червячной передаче стандартизованы?
8. Как определяется передаточное отношение и межосевое расстояние червячной передачи?
9. Как определяется КПД червячной передачи? Назовите основные факторы, влияющие на КПД.
10. Почему червячная передача работает с повышенным скольжением? Как скольжение влияет на работу передачи?
11. Какой вид разрушений зубьев является более распространенным для закрытия червячных передач?
12. В чем сущность теплового расчета червячных передач? Назовите способы охлаждения червячных передач.
Библиографический список
1. Решетов, Д. Н. Детали машин : учеб. для студентов машиностроит. и механич. спец. вузов / Д. Н. Решетов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1989. – 496 с.
2. Иванов, М. Н. Детали машин : учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений / М. Н. Иванов. – 5-е изд., перераб. – М.: высш. шк., 1991. – 383 с.
3. Иосилевич, Г. Б. Детали машин : учеб. для студентов машиностроит. спец. вузов / Г. Б. Иосилевич. – М.: Машиностроение, 1988. – 368 с.