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 Р_х 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 Р_х, 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 d_а1 и внутренним d_ƒ1 диаметрами, измеренными штангенциркулем с точностью до 0,1 мм, т.е.

, мм.

После определения модуля m уточняется высота витков h как сумма высот головки h_а1 и ножки h_ƒ1. Полученные результаты заносятся в итоговую таблицу соответственно в графы «Измеренные» и «Рассчитанные».

Осевой модуль m_xопределяют 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 d_ƒ1 определяется из соотношения
d_ƒ1 = d₁ – 2,4m. Затем внутренний диаметр витков червяка d_ƒ1 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 d_а1 вычисляют из соотношения d_а1 = 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 + ) m_x 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 d_а2 (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 = d_а2 – 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 d_ƒ2 (средний диаметр впадин зубьев колеса) вычисляется как разность d_ƒ2 = d_а2 – 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

h_ƒ2= 1,2m; h_ɑ2= m;

Ø расчетная полная высота зубьев

h₂ = h_а2+ h_ƒ2 = m + 1,2m = 2,2m;

Ø расчетный наружный диаметр зубьев

d_а2 = d₂ + 2h_а2 = d₂ + 2m;

Ø расчетный внутренний диаметр зубьев

d_ƒ2 = d₂ – 2h_ƒ2 = 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 расстояниеа_ω (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) а_ω = А – В, для редуктора с верхним расположением червяка (см. рис. 8,б) а_ω = В – А. Полученные значения а_ω заносятся в итоговую таблицу в графу «Измеренные».

Проверяем расчетом значение межосевого расстояния а_ω по формуле

а_ω = = 0,5m(q+Z₂).

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

Определить по ГОСТ 2144–76 ближайшее номинальное значение а_ω (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 U_ном (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?