ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 65
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
31
ЧЕРВЯЧНЫЙ РЕДУКТОР
Теоретическое введение
На рис. 4.1 представлены одноступенчатые червячные редукто- ры с указанием соответствующей кинематической схемы. Червячная передача относится к передачам зубчато-винтового класса. Наиболее распространены червячные передачи с углом перекрещивания валов
Σ = 90º.
Рис. 4.1. Одноступенчатый червячный редуктор
Передача состоит из червяка, то есть винта с прямолинейным
(архимедов червяк) или эвольвентным (эвольвентный червяк) профи- лем резьбы и червячного колеса с зубьями, торец которого имеет форму дуги, охватывающей часть червяка. Ведущим звеном в пере- даче является червяк, который может располагаться под колесом
(рис. 4.1) или над колесом (рис. 4.3). Червяк выполняется из легиро- ванной стали, где рабочая поверхность витков подвергается закалке для эвольвентного червяка до твердости HRC 50…55 с последующим шлифованием и полированием. Высокий класс шероховатости и вы- сокая твердость рабочей поверхности витков червяка при наличии смазки способствует благоприятной работе зацепления, в котором действует трение скольжения, т.е. витки червяка скользят по зубьям колеса. При этом уменьшается вероятность истирания более мягкого материала червячного колеса при больших относительных скоростях скольжения.
32
На рис. 4.2 представлен архимедов червяк с правым наклоном винтовой линии и указаны его основные геометрические параметры.
Направление витков червяка может быть как правым, так и левым.
Число заходов червяка резьбовой (винтовой) линии определяется по его торцевой поверхности аналогично резьбовым соединениям.
Рис. 4.2. Архимедов червяк: d
1
– делительный диаметр; d
f1
– диаметр впадин;
d
а1
– диаметр вершин; b – длина нарезной части; р
х
– осевой шаг;
α = 20º – угол профиля витка; – угол подъема линии витка
Червячное колесо в целях экономии цветных металлов выполня- ется с ободом (венцом) 2 из антифрикционных материалов (бронзы, латуни, спецчугуна) и чугунной ступицей 3, что отображено на рис.
4.3. Бронзовый обод на чугунную ступицу посажен с гарантированным натягом. При нагреве посадка может ослабнуть, т.к. коэффициент ли- нейного расширения бронзы больше, чем чугуна. Поэтому встык венца и ступицы ввертывают винты 4 с последующим срезанием головок.
Ступица червячного колеса 3 устанавливается на вал 5 с натягом. При работе червячного зацепления часть полезной энергии обращается в тепло, что ухудшает условие смазки зацепления. Для повышения теп- лоотвода в червячных редукторах стенки корпуса изготавливаются оребренными.
33
Рис. 4.3. Червячное зацепление
Опорами тихоходного вала 5 являются конические роликопод- шипники. Аналогичные опоры назначают и для быстроходного вала.
Внутреннее кольцо подшипника на вал ставят с натягом, а наружное
– в корпус редуктора со скользящей посадкой. Такая постановка по- зволяет наружному кольцу во время работы занять положение, при котором обеспечивается лучший контакт тел качения с кольцами подшипника.
Уплотнения 7 ставят в крышках, через которые выходят концы валов. Назначение уплотнений – предотвратить попадание механиче- ских частиц в подшипники и в зацепление через зазор между крышками и валом, а также предотвратить вытекание смазки из редуктора. Тип уп- лотнения назначается в зависимости от окружной скорости вала.
34
Сборка производится одновременно с регулировкой осевого люф- та подшипников качения и проверкой правильности сборки зацепления.
Порядок сборки червячного зацепления отображен на рис. 4.3, а.
Вначале следует установить боковую крышку 8 и предвари- тельно завинтить два винта по диагонали. Установить червячное ко- лесо с валом и закрыть второй боковой крышкой 9. Прижимая крыш- ку рукой или предварительно закрепив двумя винтами по диагонали, определить щупом зазор между фланцем крышки 8 и корпусом 10.
Из набора подобрать кольцевые металлические прокладки так, чтобы в сумме они составляли толщину ( + 0,1) мм.
Затем разделить прокладки примерно на две равные части
1
и
2
по толщине и установить под боковые крышки 8 и 9, затягивая все винты. При этом вал колеса не должен иметь осевого люфта и в то же время должен свободно проворачиваться рукой. В противном случае сле- дует уменьшить или увеличить на одну прокладку или одну из прокладок.
Осевые перемещения валов измеряются индикатором.
Вал червяка собирается в такой же последовательности, что и вал червячного колеса. Устанавливают на место и остальные детали за исключением верхнего смотрового люка.
Далее следует проверить правильность сборки зацепления. Для этого необходимо, чтобы средняя плоскость червячного колеса про- ходила через центр червяка. Это определяется по пятну контакта. Для чего на рабочую боковую поверхность винта червяка 1 наносится тонкий слой краски. Затем поворачивают червяк, создавая рукой ре- активный момент на валу колеса. Через люк наблюдают пятно кон- такта. Если оно примерно симметрично относительно главной плос- кости, то сборка зацепления выполнена правильно. Если пятно кон- такта смещено влево (рис. 4.3, б), то необходимо с противоположной стороны из-под крышки 9 вынуть одну прокладку и поставить под крышку 8 на другой стороне. При этом колесо с валом и подшипни- ками относительно корпуса переместится в противоположную сторо- ну постановке прокладки. После этого вновь проверяют правильность сборки зацепления. Перестановку прокладок ведут до симметричного расположения пятна контакта.
35
Ри с.
4
.4
Одн осту пе нч аты й чер вя чн ый р еду кт ор с вер хн им р
ас по ло ж
ен ием чер вя чн ого к
ол ес а
36
1 2 3 4 5
Оборудование
Лабораторная работа выполняется с использованием универ- сального одноступенчатого червячного редуктора типа РЧУ-80А, эс- киз которого представлен на рис. 4.4. Редуктор имеет герметический корпус для образования масляной ванны.
В неразъемном, отлитом из алюминиевого сплава или чугуна, корпусе 1 устанавливаются быстроходный вал 2 и тихоходный вал 3.
Корпус закрывается крышкой 4 с прокладкой 5. Червяк выполнен за- одно с быстроходным валом 2. В поперечном сечении виток очерчи- вается спиралью Архимеда. Червячное колесо 6 с целью экономии цветных металлов делают сборным.
Валы рассматриваемого редуктора имеют опоры – это ролико- вые конические подшипники 7 и 8. Подшипниковые узлы закрывают- ся накладными крышками 9 и 10. Для регулировки червячного зацеп- ления используются комплекты металлических прокладок 11 и 12.
Для герметизации выходных участков валов устанавливаются манжеты 13 и 14. Тихоходный вал 3 соединен с червячным колесом посредством шлицевого соединения, которое значительно упрощает разборку и сборку редуктора. Лапы 15 редуктора выполнены отдель- но от основного корпуса 1 и крепятся к нему шпильками 16. В лапах
15 предусмотрены отверстия для установки редуктора на раму приво- да. При конструктивной необходимости редуктор может крепиться к раме шпильками без использования лап. При назначении смазки чер- вячного редуктора предпочтение отдается картерной.
Уровень масла контролируется стержневым маслоуказателем
17, который выполняет и роль отдушины. Масло заливается в отвер- стие для маслоуказателя, сливается через отверстие в нижней части корпуса (на рис. 4.4 не показаны).
Лабораторная работа № 4
Цель работы – изучить конструкцию типового одноступенчато- го червячного редуктора, ознакомиться с компоновкой и назначени- ем отдельных деталей, приобрести навыки по разборке, сборке и регулировке редуктора.
Задание
1. Определить параметры зацепления.
2. Вычертить архимедов червяк.
3. Измерить и указать на эскизе редуктора габаритные и при- соединительные размеры.
37
Порядок выполнения работы
1. Выполнить разборку заданного редуктора и произвести классификацию червяка:
– форма образующей поверхности червяка (цилиндриче- ская, глобоидная);
– форма рабочей поверхности винтовой линии червяка
(прямолинейная, эвольвентная);
– направление наклона винтовой линии (левое, правое).
2. Отобразить кинематическую схему редуктора с указанием валов, червяка и червячного колеса.
3. Подсчитать числа зубьев червячного колеса z
2
и определить число заходов червяка z
1
. Вычислить передаточное число червячного зацепления:
4. Измерить штангенциркулем осевой шаг червяка p
x
вмилли- метрахи подсчитать значение модуля зацепления, мм:
Полученное значение модуля округлить до ближайшего стандартного по ГОСТ 9653.
5. Измерить диаметр вершин червяка d
a1
и определить коэф- фициент диаметра червяка:
Полученное значение коэффициента диаметра q
расч
округлить до ближайшего стандартного q. При этом должно выполняться условие жесткости червяка по минимально допустимому значению: q ≥ q
min
, где q
min
= 0,212 z
2
m, мм: 2,5; 3,15; 4,0; 5,0
q 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20 6,3; 8,0; 10,0; 12,5 8,0; 10,0; 12,5; 14,0; 16,0; 20 6. Делительный диаметр и диаметр впадин червяка, мм:
38 7. Вычислить начальное межосевое расстояние, мм:
Если полученное значение не соответствует стандартному
a
w
, то передача выполнена со смещением. Стандартные значения a
w
, мм:
80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 315.
8. При наличии смещения определить коэффициент смещения червячного колеса:
Если по расчету коэффициент смещения |х
2
| > 1, то уточняют значения a
w
, q, m.
9. Используя конструкторский масштаб, выполнить построе- ние червяка (см. рис. 4.2), если угол подъема линии витка, град:
.
10. Собрать редуктор и отрегулировать червячное зацепление.
11. Измерить и указать на эскизе редуктора (рис. 4.4) габарит- ные и присоединительные размеры.
К присоединительным размерам редуктора относят: начальное межосевое расстояние; высоту центров валов от основания редуктора; длину и диаметр выходных участков быстроходного и тихоходного ва- лов; диаметры отверстий в лапах основания корпуса для крепления ре- дуктора к раме привода и расстояния между центрами этих отверстий.
Оформить вывод к лабораторной работе.
Контрольные вопросы
1. На чем основан принцип работы червячной передачи?
2. Как определяется передаточное число и передаточное от- ношение червячной передачи?
3. Как определяется коэффициент диаметра червяка?
4. В чем заключается регулировка червячного редуктора?
5. Основные геометрические параметры червячной передачи.
6. Классификация червяков.
7. В чем заключаются достоинства червячной передачи?
39
ПРИВОД ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА
Теоретическое введение
Привод – энергосиловое устройство, приводящее в движение машину или механизм. Он состоит из источника энергии, передаточ- ного механизма и аппаратуры управления. Источником энергии мо- жет служить электрический, гидравлический, пневматический или тепловой двигатель. В этом случае привод называется электрическим, гидравлическим и т.д. Бывают и ручные приводы, например: швейная машина, велосипед.
В машиностроении, как правило, применяются электроприво- ды, которые подразделяются по виду передаточного механизма: зуб- чатые, червячные, ременные и цепные. В состав привода могут быть включены как открытые, так и закрытые механические передачи.
Общая схема перечисленных приводов представляется в виде:
Основными входными и выходными параметрами механиче- ского привода являются: частота вращения n, мин
-1
; мощность N,
кВт; крутящий момент Т, Нм. Потери мощности от электродвигателя к исполнительному механизму характеризует коэффициент полезного действия (КПД) привода, который определяется как произведение
КПД составляющих элементов и передач:
. Ори- ентировочные значения КПД составных элементов привода даны в таблице 5.1.
Для понижающих приводов частота вращения уменьшается на величину передаточного отношения привода:
Значение крутящего момента возрастает от вала электродвигателя к приводному валу исполнительного механизма: