Определение параметров и характеристик червячного редуктора.
Цель работы: освоить методику определения значений основных параметров червячных зацеплений: межосевых расстояний, модуля, числа зубьев и диаметра червячного колеса, числа заходов и диаметра червяка и пр. Инструменты, применяемые в работе: ключи гаечные (набор); штангенциркуль ШЦ-1-125-01 ГОСТ 166 - 80, штангенциркуль ШЦ-3 - 250 -0,05 ГОСТ 166 - 80; линейка измерительная металлическая, гибкая, 500 мм, ГОСТ 427-75.
Литература: [3, 5, 9]
червячной передачи
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
Таблица 1.1
| Вариант | |
| Частота вращения | |
| вала-червяка n1, мин-1 |
1.1. Разобрать редуктор частично.
Для разборки редуктора необходимо:
- отвернуть гайки болтов, соединяющих крышку редуктора с корпусом;
- снять крышку и аккуратно положить ее на стол.
1.2. Составить кинематическую схему редуктора.
На кинематической схеме обозначить римскими цифрами номера валов. Под соответствующей каждому валу полкой-выноской указать основные характеристики валов: n1, n2, T2max. После расчетов и необходимых измерений на кинематической схеме проставить m, z1, z2 для червяка и червячного колеса.
1.3. Заполнить таблицу 1.2
Таблица 1.2 - Параметры и характеристики червячного редуктора
| Наименование параметра | Результат измерения И | Результат расчета Р | И-Р | Окончательное значение |
| 1 Межосевое расстояние аw, мм | 132.3 | 12.3 | ||
| 2. Число заходов червяка z1 | - | - | ||
| 3 . Направление винтовой линии | ||||
| (правое или левое) | левое | - | - | левое |
| 4. Число зубьев червячного колеса z2 | - | - | ||
| 5. Направление зубьев червячного | ||||
| колеса (правое или левое) | правое | - | - | правое |
| 6. Осевой шаг червячного зацепления | ||||
| р, мм | 19,78 | 0,78 | ||
| 7. Модуль осевой m, мм | - | 6,3 | - | 6,3 |
| 8. Диаметр окружности выступов | ||||
| витков червяка dа1, мм | 71.3 | 75,6 | 4,3 | 75,6 |
| 9. Делительный диаметр червяка | ||||
| d1, им | - | - | ||
| 10. Диаметр окружности впадин | ||||
| витков червяка d f1, мм | 39.1 | 47,12 | 8,02 | 47,12 |
| 11. Диаметр окружности вершин | ||||
| зубьев червячного колеса dа2, мм | 205.0 | 214,2 | 9,2 | 214,2 |
| 12. Делительный диаметр червячного | ||||
| колеса d2, мм | - | 201,6 | - | 201,6 |
| 13. Диаметр окружности впадин зубьев | ||||
| червячного колеса df2, мм 14. Коэффициент диаметра червяка q | - | 186,48 | - | 186,48 |
| 1 5. Передаточное число редуктора U | - | - | ||
| 16. Частота вращения червячного | ||||
| колеса n2, мин-1 | - | 18,75 | - | 18,75 |
| 17. Мощность, кВт | ||||
| входного вала P1 | - | 0,215 | - | 0,215 |
| выходного вала Р2 | - | 0,1 | - | 0,1 |
| 1 8. Скорость скольжения в зацеплении Vs, м/с | - | 1,99 | - | 1,99 |
| 19. Вращающий момент на входном | ||||
| валу Т1, Н*м | - | 2,28 | - | 2,28 |
| 20. Максимально возможный вращающий момент на валу червячного колеса Т2max, H*м | - | 51,12 | - | 51,12 |
| 21. Силы в червячном зацеплении, Н: | ||||
| окружная на червяке Ft1 | - | 0,077 | - | 0,077 |
| окружная на колесе Ft2 | - | 0,51 | - | 0,51 |
| осевая на червяке Fa1 | - | 0,51 | - | 0,51 |
| осевая на колесе Fa2 | - | 0,077 | - | 0,077 |
| радиальная на червяке Fr1 | - | 0,186 | - | 0,186 |
| радиальная на колесе Fг2 | - | 0,186 | - | 0,186 |
| 22. Рекомендуемое значение | ||||
| кинематической вязкости масла для смазывания редуктора: | ||||
| - при 50° С | - | - | - | |
| -при 100° С | - | - | - | |
| 23. Рекомендуемая марка масла для | ||||
| смазывания редуктора: | ||||
| - при 50°С | - | - | - | Цилиндровос 24 |
| -при 100° С | - | - | - | Трансмиссионное с присадкой летнее |
2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТА
2.1. Определить модуль червячного зацепления двумя способами
1. Определить осевой шаг зацепления, располагая линейку вдоль оси червяка. Для повышения точности измерения рекомендуется измерить на количество шагов. Затем определить модуль зацепления по формуле
(2.1)
, mст=6.3
2. Проверить полученное значение модуля путем измерения высоты профиля витка червяка h. Модуль зацепления определить из выражения
m=h/2.2 (2.2)
h=m*2.2=6.3*2.2=13.86 мм
2.2. Определить стандартное значение коэффициента диаметра червяка. Для этого необходимо использовать измеренное значение диаметра
окружности выступов витков червяка da1. Делительный диаметр червяка предварительно определить из выражения
d1=da1-2m (2.3)
d1=71.3-12.6=58.7 мм
Затем, с учетом
d1=m*q (2.4)
определить коэффициент диаметра червяка из выражения
q=d1/m
q=58.7/6.3=9.32
qст=10
2.3. Определить расчетное значение расстояния по формуле
aw= 0.5d1+0.5d2=0.5m(q+z2) (2.5)
aw=0.5*6.3*(10+32)=132.3 мм
2.4. Определить основные диаметры червяка.
d1=m*q
da1=d1+2m=m(q+2) (2.6)
df1=d1-2.4m=m(q-2.4) (2.7)
d1=6.3*10=63 мм
da1=6,3*12=75,6 мм
df1=6,2*(10-2,4)=47,12 мм
2.5. Рассчитать основные диаметры червяка.
d2=m*z2 (2.8)
da2=d2+2m=m(z2+2) (2.9)
df2=d2-2.4m=m(z2-2.4) (2.10)
d2=6.3*32=201.6 мм
da2=6,3*(32+2)=214,2 мм
df2=6,3*(32-2,4)=186,48 мм
2.6. Уточнить расчетным путем значение шага червячного зацепления
p=m* (2.11)
p=3.14*6.3=19.78 мм
2.7. Определить передаточное число редуктора
U=z2/z1 (2.12)
U=32/1=32
2.8. Определить частоту вращения вала червячного колеса
n2=n1/U (2.13)
n2=600/32=18.75 мин-1
2.9. Определить скорость скольжения в червячном зацеплении
Vs=V1/cos (2.14)
Где V1 – окружная скорость червяка, м/с
V1=d1n1/(60*1000) (2.15)
V1=3.14*63*600/60000=1.98 м/с
tg=z1/q=1/10=0.1; =5,71°
cos5.71=0.995
Vs=1.98/0.995=1.99 м/с
2.10. Определить максимально возможный вращающий момент на валу червячного колеса.
(2.16)
Где Епр – приведенный модуль упругости, МПа
Епр=1,26*105
[Н] – допускаемое контактное напряжение, МПа
=51,12 Н*м
2.11. Определить вращающий момент на входном валу
T1=T2/U* (2.17)
=0.7
T1=51.12/32*0.7=2.28 Н*м
2.12. Определить мощности на входном Р1 и выходном P2 валах, кВт
P1=T1*n1/9550 (2.18)
P2=T2*n2/9550
P1=2.28*600/9550=0.215 кВт
P1=51.12*18.75/9550=0.1 кВт
2.13. Определить силы, действующие в червячном зацеплении
2.13.1. Определить окружную силу на колесе Ft2, равную осевой силе на червяке Fa1, Н*м:
Ft2 = Fa1 =2Т2/d2 (2.19)
Ft2 = Fa1 =2*51.12/201.6=0.51 Н*м
3.13.2. Определить окружную силу на червяке Ft1, равную осевой силе на
колесе Fa2,Н*м:
Ft1 = Fa2 = 2T1/ d1 (2.20)
Ft1 = Fa2 =2*2.28/58.7=0.077 Н*м
3.13.3. Определить радиальную силу Fr, Н*м:
Fr1 = Fг2 = Ft2 *tg , (2.21)
где - профильный угол, = 20°, tg= 0,365
Fr1 = Fг2 =0.51*0.365=0.186 Н*м
3.14. Выбрать рекомендуемое значение кинематической вязкости масла.
При 50°С рекомендуемое значение кинематической вязкости =300 сСт, при 100°С =35сСт
Способ смазывания – окунание.
3.15 Определить рекомендуемую марку масла для смазывания червячной передачи
При рабочей температуре 50°С масло выбираем цилиндровос 24(вискозин)
При рабочей температуре 100°С масло выбираем трансмиссионное с присадкой летнее