3. Выводы

В выводах указывают основные результаты работы, сравнивают полученные результаты с данными учебной литературы [1, 2], дают оценку корректности проведённых исследований.

4. Контрольные вопросы

1. Какие преимущества и недостатки имеет коническая зубчатая передача по сравнению с цилиндрической зубчатой передачей?

2. Какие конструктивные особенности имеет корпус конического зубчатого редуктора?

3. Какие подшипники используют в качестве опор вращающихся валов конической передачи редуктора и почему?

4. Какие дополнительные операции производят при сборке конического зубчатого редуктора по сравнению со сборкой цилиндрического зубчатого редуктора?

5. Что является главным геометрическим параметром конической зубчатой передачи и как его определить?

6. Что является главным кинематическим параметром конической зубчатой передачи и как его определить?

7. Как можно определить среднее конусное расстояние при известных значениях параметров и ?

8. Как рассчитать значения и , если известно только передаточное число прямозубой конической передачи?

9. Какое значение коэффициента ширины зубчатого венца обычно принимают при расчёте конической передачи?

10. Каково максимальное рекомендуемое передаточное отношение для конического одноступенчатого зубчатого редуктора?

Лабораторная работа № 12

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА

И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО КПД

Цель работы: изучение конструкции червячного редуктора; аналитическое и экспериментальное определение коэффициентов полезного действия привода лабораторного стенда и входящего в его состав червячного редуктора.

Оборудование: образцы червячных редукторов лабораторный стенд ДМ 41 (рис. 12.1), технические характеристики которого даны в табл. 12.1.

1. Теоретические основы работы

1.1. Особенности конструкции червячного редуктора

Червячный редуктор представляет собой червячную передачу, заключённую в корпус. Основными элементами передачи являются червяк 7 и червяное колесо 11 (рис. 12.1), оси вращения которых перекрещиваются обычно под углом 90^о. Движение в редукторе, как правило, передается от червяка к червяному колесу и преобразуется по принципу винтовой пары.

Рис. 12.1. Кинематическая схема лабораторного стенда ДМ 41

для исследования червячного редуктора

1 – электродвигатель типа А02-22 4/2; 2 – вал электродвигателя; 3, 4 – подшипниковые опоры вала электродвигателя; 5 – муфта; 6 – червячный редуктор; 7 – червяк; 8 – вал червяка; 9, 10 – подшипниковые опоры вала червяка; 11 – червячное колесо; 12 – вал червячного колеса; 13, 14 – подшипниковые опоры вала червячного колеса; 15 – двухколодочный тормоз; 16 – тормозной шкив; 17, 18 – тормозные колодки; 19 – регулировочный винт тормоза; 20, 21 – часовые индикаторы для измерения вращающих моментов на входном и выходном валах установки

Достоинством червячных редукторов является возможность передачи движения под прямым углом, а также реализация одной червячной парой (ступенью) большего передаточного отношения (до 80) по сравнению с зубчатой передачей (до 10). При этом червячная передача вследствие хорошей приработке трущейся пары работает более бесшумно и плавно, чем зубчатая передача.

Таблица 12.1

Технические характеристики стенда ДМ 41 [1]

Наименование параметров	Обозначение величины	Значение
Число заходов червяка	z1	2
Число зубьев червячного колеса	z2	41
Коэффициент диаметра червяка	q	12
Осевой модуль, мм	m	3
Максимальный тормозной момент, Нм	T2max	59
Мощность электродвигателя, кВт	Pэ	1 / 1,4
Частота вращения ротора электродвигателя и червяка редуктора, мин-1	nэ	1450 / 2850

К недостаткам червячных передач относится тот факт, что при скольжении витков червяка по зубьям червячного колеса выделяется много тепла и происходит интенсивный износ трущихся пар. Поэтому в червячных редукторах надо отводить тепло.

Для этого червяки изготавливают из углеродистых или легированных сталей. Их витки шлифуют и полируют. Зубья же червячных колёс, чаще всего, выполняют из бронзы. Самые лучшие антифрикционные свойства у пары стальной червяк – оловянная бронза типа БрО10Ф1. Однако, оловянные бронзы дороги и дефицитны и их применяют для изготовления зубьев червячных колес при скорости скольжения в передаче 5 ... 25 м/с. Безоловянные бронзы типа БрА9Ж4 дешевле оловянных бронз, менее дефицитны и их применяют для изготовления червячных колес, при скорости скольжения в передаче 2...5 м/с. При скорости скольжения меньше 2 м/с применяют серый или модифицированный чугун.

Для уменьшения расхода дорогостоящей бронзы при изготовлении червячного колеса его делают составным: зубчатый венец изготовляют из бронзы, а ступицу – из чугуна или стали.

В зацеплении червячной передачи возникают большие радиальные и осевые силы, поэтому на валы передачи устанавливают радиально-упорные шариковые или роликовые конические подшипники, воспринимающие эти нагрузки.

Основным отличием редуктора от передачи является наличие корпуса, который служит опорой для валов с подшипниками и деталями червячной передачи, ограждает их от вредного влияния окружающей среды и позволяет организовать смазку трущихся элементов передачи: червячного колеса, червяка и подшипников.

Корпус червячного редуктора так же, как и корпус зубчатого редуктора, имеет сложную конфигурацию и изготавливается при серийном производстве литьём из серого чугуна или алюминиевых сплавов. При индивидуальном производстве корпус может быть выполнен в виде стальной сварной конструкции.

Для удобства монтажа корпус червячного редуктора имеет большие боковые крышки (при межосевом расстоянии передачи ) или горизонтальную плоскость разъёма (при ).

На корпусе червячного редуктора предусмотрены следующие специальные приливы: лапы для установки редуктора на опорную раму или плиту, бобышки или гнезда для установки в корпус валов с подшипниками, проушины для подъёма и транспортировки редуктора или его корпусных деталей и фланцы для крепления крышек к корпусу. Оребрение корпуса увеличивает площадь поверхности его теплообмена с окружающим холодным воздухом и служит для дополнительного охлаждения передачи. С этой же целью в случае необходимости дополнительно ставят вентилятор на валу червяка для увеличения скорости теплообмена.

Для заливки масла в редуктор и периодического контроля состояния элементов червячной передачи в корпусе есть смотровой люк с крышкой. Для слива отработанного масла в нижней части корпуса предусмотрено отверстие, закрываемое пробкой. Уровень масла в редукторе контролируется с помощью маслоуказателя.

В целом, червячные редукторы дороже и сложнее зубчатых, поэтому их применение оправдано там, где невозможно или нерационально использовать зубчатые редукторы.