Главная страница

ЛР редуктор. Лабораторная работа Изучение конструкции, регулировка и оценка нагрузочной способности червячного редуктора


Скачать 0.55 Mb.
НазваниеЛабораторная работа Изучение конструкции, регулировка и оценка нагрузочной способности червячного редуктора
Дата26.04.2023
Размер0.55 Mb.
Формат файлаrtf
Имя файлаЛР редуктор.rtf
ТипЛабораторная работа
#1092276


Лабораторная работа

Изучение конструкции, регулировка и оценка нагрузочной способности червячного редуктора
1. Расчет основных параметров редуктора
Параметры червячного зацепления можно определить через замеры отдельных элементов червяка и колеса обычным штангенциркулем. Измерение каждого элемента нужно производить несколько раз и взять среднеарифметическое значение. Полученные значения занести в таблицу отчета по лабораторной работе (таблица А1 приложения А).

Определение параметров зацепления можно производить в следующей последовательности:

) Подсчитать межосевое расстояние
(1)

редуктор подшипник червячный зацепление

Размеры

Б=187мм

М=111ммвБ =35ммвМ =25мм.
=74
Полученное межосевое расстояние аw сравнить со стандартным значением (ГОСТ 2144-76). В таблице 1 приведены некоторые из стандартных значений (мм). Здесь же указаны некоторые стандартные значения осевых модулей m (мм) и коэффициентов диаметра червяка q (ГОСТ 2144-76 и ГОСТ 19672-74).
Таблица 1 - Значения стандартных параметров червячной передачи

m

1-ый ряд

2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20




2-ой ряд

3; 3,5; 6; 7; 12; 14

q

1-ый ряд

6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20




2-ой ряд

7,1; 9; 11,2; 14; 18

аw

1-ый ряд

40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500




2-ой ряд

71; 90; 112; 140; 180; 224; 280; 355; 450; 560

Примечание. При выборе параметров 1-ый ряд следует предпочитать 2-му.
Из таблицы 1 принимаем аw =80

) Измерить осевой шаг Рх и диаметр вершин da1 червяка, а также средний диаметр вершин колеса da2 (рисунок 3).

) Определить осевой модуль m и коэффициент диаметра червяка q, и округлить их до ближайших стандартных значений (таблица 1).
= =2,866 (2)
Из таблицы 1 принимаем m=3
(3)
Где d1 - делительный диаметр червяка,
(4)
- коэффициент высоты головки ( =1, реже 0,8).
d1=42-6=36

q= =12
) Подсчитать число заходов червяка z1 (число винтовых линий). Наиболее просто и наглядно это можно сделать с торца червяка. Затем подсчитать число зубьев колеса z2.

Определить передаточное число и сравнить его со стандартным:
= =40 (5)
Таблица 2 - Значения стандартных передаточных чисел

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:
da2-2·m= m·(z2+2x) .

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

141

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, сТак 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 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 от скорости скольжения Vs

Vs, м/с

0,5

1,0

1,5

2

2,5

3

4

6

8



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




9




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

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 ,м/с

Vск=w1·d1/(2·1000)

2,7




20

КПД в червячном зацеплении при w1=150 рад/c

ηзац

ηзац = tg γ / tg (γ + )

0,661

- угол трения

21

Обозначение подшипников










Два обозначения


написать администратору сайта