Червячный редуктор, изучение конструкции
Продолжительность работы - 4 часа
Цель работы:Ознакомиться с конструкцией червячных редукторов, червячных колес и червяков.
Принадлежности:
1 Модель червячного редуктора
2 Линейка измерительная
3 Рулетка измерительная
4 Ключи гаечные
5 Штангенциркуль
Правила техники безопасности:
1 Нельзя работать неисправным ключом или ключом несоответствующего размера
2 Снятые детали редуктора надо класть на стол так, чтобы они не могли упасть от случайного толчка
3 Нельзя подкладывать пальцы под вал колеса и крышку редуктора при их установке
Общие положения:
Червячный редуктор - это механизм, служащий для понижения угловой скорости и увеличения вращающего момента и состоящий из одной или нескольких червячных передач, смонтированных в закрытом корпусе.
Рисунок 1 – Одноступенчатый червячный редуктор
Червячная передача состоит из червяка (1)(рис.1), короткого винта с трапецеидальной или близкой к ней резьбой и червячного колеса (2) с косыми зубьями дугообразной формы. Она применяется для передачи вращательного движения между валами с перекрещивающимися осями.
Корпус редуктора с целью облегчения сборки изготовлен в виде разъемной коробки. Он состоит из нижней части (3), называемой собственно корпусом (основанием) и верхней (4) крышки. Разъем выполнен горизонтальным. Корпус и крышка соединяются болтами (5). В верхней части корпуса имеется окно (люк) (6), через которое заливается масло и производится наблюдение за состоянием колеса и червяка. Оно закрывается крышкой (7), имеющей отдушину (8), предназначенную для исключения избыточного давления внутри корпуса по отношению к корпусному, возможного вследствие нагрева редуктора. При отсутствии отдушины, нагретый воздух при эксплуатации редуктора выдавливался бы вместе с маслом через уплотнения, и на корпусе образовались бы масляные подтеки.
Опорами валов (9) и (10) редуктора являются подшипники качения (11). Назначения опор - удерживать вращающиеся детали в нужном для правильной работы взаимном положении.
В зависимости от того, как расположен червяк по отношению к колесу различают редукторы:
– с нижним - при окружной скорости червяка V1 до 4..5м/с (рис .2а);
– с верхним - при V1 = 5м/с (рис.2б);
– с боковым расположением червяка (рис.2в, г).
Рисунок 2 – Схемы одноступенчатых червячных редукторов
Одноступенчатые редукторы находят применение в диапазоне передаточных чисел ί =8…6З.
В зависимости от формы внешней поверхности червяка передачи бывают с цилиндрическими (рис. З а, 6, в) глобоидными (рис. З г) типами червяков.
а - архимедов; б - конволютный; в - эвольвентный;
Рисунок 3 – Основные типы червяков
Червяки в большинстве случаев выполняют как одно целое с валом из сталей: среднеуглеродистой марок 40, 46, 50, легированных 40Х, 40ХН с поверхностной или объемной закалкой до твердости 45…50НРСа. Наилучшую стойкость передачи обеспечивают червяки из цементированных сталей (20х, 18ХГТ), имеющих твердость после закалки 58...53НРСа. Зубчатые колеса изготавливают как цельные (из чугуна) так и составные (центр стальной или чугунный, венец - бронзовый).
Выбор марки материала венца зависит ох скорости скольжения витков червяка по зубьям колеса и длительности работы. При V = 6...25м/с и длительной работе рекомендуются оловянные бронзы БрОДОЫ. При V =З...6м/с – алюминиево-железистые бронзы БрА10)К4Н411. При V = 2м/с червячные колеса можно изготавливать из серых чугунов марок С4 15, СЧ 18-36. 5.
Последовательность выполнения работы:
1) Ознакомиться с техникой безопасности и теоретическими сведениями, изложенными в методических указаниях.
2) Сделать эскиз предложенного редуктора, проставить обозначения: расстояние от основания редуктора до верхней точки вала колеса (В) и червяка (Б), диаметр вала колеса dв2 и червяка dв1
3) Разобрать редуктор:
а) отвернуть винт, снять крышку
б) вынуть червячное колесо с валом и подшипниками
в) вынуть червяк с подшипниками
4) Ознакомиться с конструкцией червяка и червячного колеса
5) Сделать их эскизы и снять следующие параметры:
–число заходов червяка Z1
–число зубьев колеса Z2
–шаг червячного зацепления Рх(Рt), мм; (рис.3)
–диаметр вершины червяка da1 ; (рис.З)
– диаметр вершины колеса в среднем сечения da2
–ширина колеса в2
–длина нарезной части червяка в1 (рис.З)
–наибольший диаметр колеса dam2 (рис.1)
6) Подсчитать межосевое расстояние по формуле:
(1)
Полученное значение сравнить с табличным (табл.1).
7) Определить осевой модуль mx и коэффициент диаметра червяка q, и округлить до ближайших стандартных значений:
(2)
(3)
d1–делительный диаметр червяка
d1= da1–2· ha·m, мм (4)
ha– коэффициент высоты головки (ha=1, реже 0,8)
Таблица 1 – Стандартные значения mx , q, dw
| mx | 2,5 | 3,25 | (3) | 6,3 | (6) | 12,5 | ||||||||
| q | 12,5 | 1 ряд | ||||||||||||
| 7,1 | 11,2 | 2 ряд | ||||||||||||
| 3 ряд | ||||||||||||||
| dw |
8) Определить передаточное число:
(5)
9) Результаты измерений и вычислений свести в таблицу 2
10) Собрать редуктор
11) Убрать рабочее место
12) Сдать отчёт
Таблица 2 – Характеристика зацепления
| Параметры зацепления | Обозначение, размерность | Формула | Значение параметров | Примечания |
| Расстояние от основания редуктора до верхней точки вала колеса | В, мм. | |||
| Расстояние от основания редуктора до верхней точки вала червяка | Б, мм | |||
| Межосевое расстояние | dW , мм | |||
| Число заходов червяка | Z1 | |||
| Число зубьев колеса | Z2 | |||
| Шаг червячного зацепления | Px, мм | |||
| Диаметр вала колеса | dв1, мм | |||
| Диаметр вала червяка | dв2, мм | |||
| Диаметр вершин червяка | da1, мм | |||
| Диаметр вершин в среднем сечении | da2, мм | |||
| Наибольший диаметр колеса | dam2, мм | |||
| Ширина колеса | в2, мм | |||
| Длина нарезной части червяка | в1, мм | |||
| Осевой модуль зацепления | m, мм | |||
| Делительный диаметр червяка | d1, мм | |||
| Коэффициент диаметра червяка | q | |||
| Передаточное число | ί |
Контрольные вопросы:
1 Что такое редуктор? Каково его назначение?
1. Область применения червячных передач.
2. Из чего состоят червячные передачи?
3. Классификация червячных передач.
4. Классификация червяков.
5. Из какого материала изготовлен червяк?
6. Достоинства червяков.
7. Недостатки червяков.
8. Конструкции червячного колеса.
10. Из какого материала делают червячное колесо?
11. Отличие червячных колес.
12. Почему из мягких материалов изготавливают венец червячного колеса?
13. Какое передаточное число у червячной передачи?
14. Что такое «заходы» червяка?
Сколько заходов бывает у червяка?
16. На каких поверхностях нарезают червяки?