1-й ряд
|
10
|
12,5
|
16
|
20
|
25
|
31,5
|
40
|
50
|
2-й ряд
|
11,2
|
14
|
18
|
22,4
|
28
|
35,5
|
45
|
56
|
) Определить коэффициент смещения инструмента
(6)
х=()-0,5(12*40)=0,666
При
вычислении коэффициента смещения инструмента необходимо учитывать, что его
значение должно находиться в интервале:
≤
х ≤ +1.
)
Замерить все прочие размеры. Результаты замеров и расчетов внести в таблицу Б1
(приложение Б).
)
Проверить правильность полученных значений параметров червячной передачи по
формуле:
128-2*3=3*(40+2*0,666)
. Сборка
редуктора
В настоящей работе производится лишь узловая сборка, поскольку детали
(подшипники, червячное колесо) с валов не выпрессовывались.
Сборку редуктора следует осуществлять без смазки деталей (в отличие от
производственных условий). Зубья колеса протереть для удаления следов краски от
предыдущей сборки. Сборку производить одновременно с регулировкой осевого
зазора (люфта) подшипников и проверкой правильности зацепления в следующей
последовательности:
) Вставить боковую крышку подшипников тихоходного вала червячного колеса
и завернуть два винта по диагонали до упора крышки в корпус.
) Установить червячное колесо с валом и вторую крышку. Прижать крышку
рукой и закрепить её двумя винтами по диагонали. Вал должен вращаться с
небольшим усилием от руки. Если винты затянуть сильнее, то подшипники заклинят
и провернуть вал рукой будет невозможно. Определить зазор d между фланцем крышки и корпусом
редуктора.
) Из набора подобрать регулировочные прокладки под крышку подшипника так,
чтобы в сумме они составляли толщину:
Рисунок 1 - Регулировка зацепления по пятну контакта
) Разделить прокладки на две приблизительно равные части d1 и d2, поставить
их под боковые крышки (рисунок 12). Затянуть все винты. При этом вал колеса не
должен иметь осевого зазора в подшипниках и в то же время должен свободно
проворачиваться рукой. В противном случае следует уменьшить (при наличии
зазора) или увеличить d1 и d2 на одну прокладку. Отметим, что для используемых в
редукторе роликоподшипников осевой зазор должен быть 0,04…0,11 мм.
) Установить вал-червяк. Установка вала-червяка осуществляется в той же
последовательности, что и для вала колеса.
) На боковую поверхность витков червяка нанести тонкий слой краски.
) Поставить на место остальные детали за исключением крышки-отдушины,
чтобы наблюдать за поверхностью зубьев червячного колеса.
3. Проверка
правильности зацепления
При правильном зацеплении средняя плоскость червячного колеса проходит
через центр червяка. При этом пятно контакта, получаемое при поворачивании
червяка и наблюдаемое через смотровое окно, должно располагаться симметрично
относительно указанной плоскости (рисунок 12а).
Если пятно смещено вправо (рисунок 12б), то необходимо вынуть одну
прокладку толщиной d
из-под левой крышки и поставить под правую крышку на другой стороне редуктора.
Червячное колесо с валом и подшипники переместятся относительно корпуса в
сторону установки прокладки. После этого следует вновь проверить пятно
контакта.
Если пятно смещено влево (рисунок 12в), то необходимо вынуть одну
прокладку толщиной d
из-под правой крышки и поставить под левую крышку на другой стороне редуктора.
Червячное колесо с валом и подшипники переместятся относительно корпуса в
сторону установки прокладки. После этого следует вновь проверить пятно
контакта. Операцию повторять до достижения правильного положения контакта.
Регулировка зацепления проще и быстрее проводится на конструкциях
червячных редукторов, показанных на рисунках 7-10, с помощью регулировочных
винтов. При этом нет необходимости снимать крышки подшипников.
. Оценка
нагрузочной способности редуктора
В червячной паре менее прочными элементами являются зубья колеса, у
которых возможны следующие виды разрушений и повреждений: усталостное
выкрашивание, износ, заедание и поломка. Причём усталостное выкрашивание, износ
и заедание зависят от величины контактных напряжений. Поэтому основное значение
имеет расчёт по контактным напряжениям с целью предотвращения в проектируемых
передачах выкрашивания и заедания, а также снижения износа.
Номинальный крутящий момент на валу колеса из условия ограничения
контактных напряжений:
, Н×м (7)
=211,291,Н*м
Где
К»1,2 - коэффициент нагрузки /1, 2, 3/;2 -
число зубьев червячного колеса;- коэффициент диаметра червяка (таблица 1);
аw - межосевое расстояние, мм;
-
допускаемые контактные напряжения, МПа.
Приближенные
величины допускаемых напряжений указаны в таблице 3.
Таблица 3 - Допускаемые напряжения для венцов червячных колес
Материалы
|
, МПа (Н/мм2) при м/с
|
венца червячного колеса
|
червяка
|
0,25
|
0,5
|
1
|
2
|
3
|
4
|
6
|
8
|
БрАЖ9-4Л
|
Сталь с HRC 45 и >
|
-
|
182
|
179
|
173
|
167
|
161
|
150
|
138
|
БрАЖИ 10-4-4Л
|
-"-
|
-
|
196
|
192
|
187
|
181
|
175
|
164
|
152
|
СЧ15-32 или СЧ18-36
|
Сталь 20 или 20Х цементированная
|
155
|
128
|
113
|
84,5
|
-
|
-
|
-
|
-
|
СЧ12-28 или СЧ15-32
|
Сталь 45 или Ст. 6
|
113
|
98
|
71
|
-
|
-
|
-
|
-
|
При известном значении w1 скорость
скольжения:
ск=w1·d1/(2·1000)=5·10-4·w1·m·q=150*42/(2*1000)=2,7,м/с (8)
Мощность на тихоходном валу:
, кВт,
(9)
где
w2 -
угловая скорость этого же вала, с-1
Так как
,
то
окончательно
,= =0,792 кВт
Результаты
расчётов по формулам (8) и (9) необходимо внести в таблицу Б1 приложения Б,
причём величины T2 и P2 следует определить только для
материала Бр АЖ 9-4Л.
Как видно из формулы (9), мощность на тихоходном валу Р2 прямо
пропорциональна угловой скорости w1
и крутящему моменту, и обратно пропорциональна передаточному числу u.
5. Оценка
коэффициента полезного действия червячного зацепления
КПД червячного зацепления определяется по зависимости, выведенной для
винтов:
==0,661 (10)
Приведённый угол трения r¢ зависит не только от материала червяка и зубчатого венца
колеса, чистоты обработки рабочих поверхностей, угла подъема линии витка
червяка, числа заходов и коэффициента диаметра червяка, качества смазки, но и
от скорости скольжения Vск (таблица 4).
Таблица 4 - Значения углов трения r¢ от скорости скольжения Vs
Vs, м/с
|
0,5
|
1,0
|
1,5
|
2
|
2,5
|
3
|
4
|
6
|
8
|
r¢
|
4°20¢
|
3°50¢
|
3°20¢
|
3°
|
2°40¢
|
2°20¢
|
2°
|
1°40¢
|
1°20¢
|
Видно, что угол трения сильно падает с увеличением Vск. Это
связано с улучшением условий смазки (условий образования масляных клиньев в
зацеплении).
Заметим, что в таблице 4 приведены средние значения угла трения при
работе стального червяка с колесом, венец которого изготовлен из бронзы Бр АЖ
9-4Л. Результаты расчётов по формуле (10) внести в таблицу Б1 приложения Б. Без
учёта потерь энергии на трение в подшипниках, а также на разбрызгивание и
перемешивание масла, мощности на валах колеса Р2 и червяка Р1
связаны между собой следующей зависимостью:
Приложение А
Основные параметры редуктора
Таблица А1
№ п/п
|
Параметры редуктора
|
Обозначение и единица измерения
|
Формула
|
Значение параметров
|
Примечание
|
Параметры, полученные измерением:
|
1
|
Межосевое расстояние (согласовать с ГОСТ)
|
aw, мм
|
|
80
|
|
2
|
Число заходов червяка (число винтовых линий)
|
z1
|
|
1
|
|
3
|
Число зубьев колеса
|
z2
|
|
40
|
|
4
|
Шаг червячного зацепления
|
Px (Pt), мм
|
|
5
|
Диаметр вершин червяка
|
da1, мм
|
|
42
|
|
6
|
Диаметр вершин колеса в среднем сечении
|
da2, мм
|
|
128
|
|
7
|
Наибольший диаметр колеса
|
dam2, мм
|
|
135
|
|
8
|
Ширина колеса
|
b2, мм
|
|
32
|
|
9
|
Длина нарезной части червяка
|
b1, мм
|
|
75
|
|
Параметры, полученные расчетом:
|
10
|
Осевой модуль зацепления (согласовать с ГОСТ)
|
m
|
m = Px (Pt)/p
|
3
|
|
11
|
Делительный диаметр червяка
|
d1, мм
|
d1=
da1-2ha*·
m
|
36
|
ha* =1- коэффициент
|
12
|
Коэффициент диаметра червяка (согласовать с ГОСТ)
|
q
|
q = d1/ m
|
12
|
высоты головки зуба
|
13
|
Угол подъема витков червяка
|
γ град.
|
γ = arctg z1/q
|
4,743
|
|
14
|
Условный угол обхвата
|
2δ град.
|
δ=arcsin(b2/(da1-0,5
m))
|
52,197
|
|
15
|
Коэффициент смещения инструмента
|
х
|
х = (aw /m) - 0,5(q+ z2 )
|
0,666
|
|
16
|
Передаточное число (согласовать с ГОСТ)
|
u
|
u = z2 / z1
|
40
|
|
17
|
Крутящий момент на валу колеса
|
T2, Н·м
|
211,291
|
К =1,2 -коэффициент нагрузки
|
|
18
|
Мощность на валу колеса при угловой скорости вала червяка w1=150 рад/c
|
Р2, кВт
|
Р2 = T2·w1/(u·103)
|
0,792
|
|
19
|
Скорость скольжения
|
Vск=w1·d1/(2·1000)
|
2,7
|
|
20
|
КПД в червячном зацеплении при w1=150 рад/c
|
ηзац
|
ηзац = tg
γ / tg (γ +r¢ )
|
0,661
|
r¢ - угол трения
|
21
|
Обозначение подшипников
|
|
|
|
Два обозначения
|