Методика определения основных параметров червячной передачи редуктора

При выполнении лабораторной работы студенты на червячном редукторе опреде­ленного типоразмера (см. рис. 8) вначале находят основные геомет­рические и кинематические параметры отдельно (в разобранном виде) у червяка и червячного колеса, а затем и червячной передачи в сборе (на собранном редукторе). Параметры либо измеряются с помощью измерительных инструментов (штангенциркуль, крон­циркуль, линейка), либо вычисляются по формулам и зависимостям, приведенным в предыдущих разделах. Соответствующие результаты заносятся в итоговую таблицу в графы «Измеренные», «Рассчитанные», «Стандартные».

 

Параметры червяка

Основные параметры показаны на рис. 11 и рис. 12.

Осевой шаг Рх измеряется в осевом направлении штангенциркулем с точностью до 0,1 мм. Для большей точности сначала находится суммарное расстояние 5-ти шагов, а затем результат делится на 5, получается сравнительно точное значение Рх, которое заносится в итоговую таблицу в графу «Измеренные».

Ход витков S измеряется штангенциркулем, как показано на рис. 10, с точностью до 0,1 мм. Результат заносится в итоговую таблицу по образцу табл. 10 в графу «Измеренные».

Число заходов (витков) Z1 соответствует началу винтовых линий на теле червяка. В лаборатории у червячных редукторов только одно- и двухзаходные червяки. Результат занести в итоговую таблицу в графу «Измеренные».

Количество оборотов одного витка Копределяют подсчетом, сколько раз одна винтовая линия сделает полный оборот вокруг оси червяка. Затем (после измерения длины нарезанной части b1) находят количество оборотов по зависимости К = .

Результаты заносят в итоговую таблицу в соответствующие графы «Измеренные» и «Рассчитанные».

Высота витка h измеряется штангенциркулем с глубиномером с точностью до 0,1 м, проверяется как полуразность между наружным dа1 и внутренним dƒ1 диаметрами, измеренными штангенциркулем с точностью до 0,1 мм, т.е.

, мм.

После определения модуля m уточняется высота витков h как сумма высот головки hа1 и ножки hƒ1. Полученные результаты заносятся в итоговую таблицу соответственно в графы «Измеренные» и «Рассчитанные».

Осевой модуль mxопределяют по зависимости (4), затем его расчет­ное значение округляют до ближайшего стандартного по ГОСТ 2144–76 из 1-гo или 2-гo ряда и принимают как основную расчетную геометрическую характеристику m, через которую впоследствии будут определять остальные геометрические и кинематические параметры передачи. Значения модуля заносятся в итоговую таблицу в графы «Рассчитанные» и «Стандартные».

Диаметры червякапоказаны на рис. 11 и 12.

· Делительный диаметр d1 рассчитывается по формуле, получен­ной из соотношений (4):

d1 = m × q,

где m – стандартный модуль червячной передачи, мм;
q – коэффициент диаметра червяка, который ориентировочно выбирают из стандартного ряда по ГОСТ 2144–76 так, чтобы значения модуля m получились близкими к двум другим в зависимостях.

Полученный результат d1 следует занести в итоговую таблицу в графу «Рассчитанные».

· Внутренний диаметрвитков dƒ1 определяется из соотношения
dƒ1 = d1 – 2,4m. Затем внутренний диаметр витков червяка dƒ1 изме­ряется штангенциркулем (или кронциркулем), и результаты вычислений и измерений сравниваются. Если разница более 4 %, принимают другое значение q, пересчитывают d1 и добиваются близких расчетных и измеренных значений диаметров, после чего полученные значения заносят в итоговую таблицу в соответствующие графы «Измеренные» и «Рассчитанные».

· Наружный диаметр dа1 вычисляют из соотношения dа1 = d1+2m, затем измеряют штангенциркулем на червяке его фактический наружный диаметр, при необходимости корректируют q, как в предыдущем случае, добиваясь близких расчетных и измеренных значений, после чего результаты заносят в соответствующие графы итоговой таблицы.

· Длину нарезанной части b1 определяют согласно зависимости
b1 = (11 + ) mx после подсчета количества зубьев колеса Z2. Затем штангенциркулем измеряют длину нарезанной части червяка b1 (см. рис. 11 или рис. 12), результаты заносят в итоговую таблицу в соот­ветствующие графы.

Параметры колеса

Основные параметры показаны на рис. 12.

· Наружный диаметр в средней части колеса dа2 (средний диаметр вершин зубьев колеса) измеряется штангенциркулем или кронциркулем в мм с точностью до 0,1 м на разобранном редукторе и заносится в итоговую таблицу в графу «Измеренные».

· Делительный диаметр d2 рассчитывается в мм по зависимости
d2 = dа2 – 2m и заносится в итоговую таблицу в графу «Рассчитанные».

· Высота зубьев в средней части колеса h2 измеряется глубиномером с точностью до 0,1 мм и заносится в итоговую таблицу в графу «Измеренные».

· Внутренний диаметр в средней части колеса dƒ2 (средний диаметр впадин зубьев колеса) вычисляется как разность dƒ2 = dа2 – 2h2 и заносится в итоговую таблицу в графу «Измеренные».

· Ширина венца червячного колеса b2 измеряется штангенцир­кулем с точностью до 0,1 мм и заносится в итоговую таблицу в графу «Измеренные».

· Число зубьев Z2 определяется подсчетом и заносится в итоговую таблицу в графу «Измеренные».

Затем выполняется проверка измеренных параметров по формулам:

Ø расчетный делительный диаметр

d 2 = m × Z2;

Ø расчетная высота головки и ножки зубьев

hƒ2= 1,2m; hɑ2= m;

Ø расчетная полная высота зубьев

h2 = hа2+ hƒ2 = m + 1,2m = 2,2m;

Ø расчетный наружный диаметр зубьев

dа2 = d2 + 2hа2 = d2 + 2m;

Ø расчетный внутренний диаметр зубьев

dƒ2 = d2 – 2hƒ2 = d2 – 2,4m;

Ø расчетная ширина венца b2

b2 ≤ 0,75d а1.

Полученные значения параметров заносятся в итоговую таблицу в графу «Рассчитанные».

Параметры червячной передачи в сборе(см. рис. 12)

· Межосевое расстояниеаω (см. рис. 12) измеряется на собранном редукторе линейкой с точностью до 0,5 мм и определяется как разность расстояний от общего основания редуктора (опорной поверхности стола) до осей быстроходного (Б) и тихоходного (Т) валов. Для редуктора с нижним расположением червяка (см. рис. 8,а) аω = А – В, для редуктора с верхним расположением червяка (см. рис. 8,б) аω = В – А. Полученные значения аω заносятся в итоговую таблицу в графу «Измеренные».

Проверяем расчетом значение межосевого расстояния аω по формуле

аω = = 0,5m(q+Z2).

Полученное значение заносим в итоговую таблицу в графу «Рассчитанные».

Определить по ГОСТ 2144–76 ближайшее номинальное значение аω (см. формулу (5)) и занести его в итоговую таблицу в графу «Стандартные».

· Передаточное число –основной кинематический параметр – показывает, во сколько раз в передаче изменяются выходные кинематические и энергетические параметры по сравнению с этими параметрами на входе. В традиционной червячной передаче – червячном редукторе – основные кинематические параметры: частота вращения (n), угловая (ω) и окружная (v) скорости в направлении передачи механической энергии (от червяка к колесу) – уменьшаются, а основные энергетические параметры (усилия F и вращающие моменты Т) увеличиваются.

Значение передаточного числа U можно определить по одной из следующих зависимостей :

,

где n1 – частота вращения вала червяка, мин-1;
n2 – частота вращения вала колеса, мин-1;
Z1 – число заходов (витков) червяка, шт.;
Z2 – число зубьев червячного колеса, шт.;
Т1 – вращающий момент на валу червяка, Н×м;
Т2 – вращающий момент на валу колеса, Н×м;
η – КПД передачи.

Определить расчетом значение передаточного числа U и занести его в итоговую таблицу в графу «Рассчитанные».

Затем на собранном редукторе (передаче в сборе) определить передаточное число U кинематическим способом следующим образом: вращая вручную вал червяка, подсчитать с точностью до 0,5 оборота количество оборотов червяка n1, которое он сделает за один оборот колеса (n2 = 1), т.е.

.

Сравнить полученное значение U с ранее определенным по зависимости и занести его в итоговую таблицу в графу «Измеренные».

Определить по ГОСТ 2144–76 ближайшее номинальное значение передаточного числа Uном (см. зависимость (6)) и занести его в итоговую таблицу в графу «Стандартные».

Содержание отчета

Отчет должен быть оформлен в соответствии с общими требованиями к отчетам по всем лабораторным работам. Кроме того, в отчете по лабораторной работе №4 должны быть представлены:

Ø Схема червячной передачи, выполненная от руки, с указанием на ней рассчитанных значений основных параметров (по образцу рис. 12).

Ø Расчетная часть, оформленная в соответствии с требованиями.

Ø Итоговая таблица результатов (по образцу табл. 10).

Таблица 10

Итоговая таблица результатов

№ п/п Параметры и их размерность Обозначение по ГОСТу Результаты
Измеренные Рассчитанные Стандартные
Червяк
Осевой шаг, мм Px      
Ход витков, мм S      
Кол-во оборотов одного витка К      
Высота витка, мм h      
Осевой модуль, мм m      
Делительный диаметр, мм d1      
Внутренний диаметр, мм dƒ1      
Наружный диаметр, мм dɑ1      
Длина нарезанной части, мм b1      
Червячное колесо
Наружный диаметр, мм dɑ2      
Делительный диаметр, мм d 2      
Высота зубьев, мм h      
Внутренний диаметр зубьев, мм dƒ2      
Ширина венца, мм b2      
Число зубьев, шт. Z2      
Модуль, мм m      
Червячная передача в сборе
Межосевое расстояние, мм аω      
Передаточное число U      
Модуль передачи m      

 

Контрольные вопросы

1. Какие бывают и из каких элементов конструкции состоят червячные редукторы?

2. Укажите достоинства и недостатки червячной передачи.

3. Что показывает и как определяется передаточное число червячной передачи?