Контрольные вопросы

1. Как различаются червяки по форме?

2. Материалы, применяемые для червяка и червячного колеса?

3. Как определяется передаточное число редуктора?

4. Достоинства и недостатки червячного редуктора?

5. Для чего в червячном редукторе устанавливается “отдушина”?

6. Как отрегулировать радиальный и осевой зазор в подшипниках червяка и червячного колеса?

Литература

1. Иванов М.И. – Детали машин. - М.: 1991.

2. Гузенков И. Г.- Детали машин - М.: 1986.

3. С.А. Чернавский и др.- Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для вузов, 5-е изд. – M.: Машино­строение, 1984.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

«Подбор электродвигателя для цилиндрического редуктора на

основе энергосберегающих требований путем расчета зубьев на

контактную прочность»

Цель работы: Научиться в практических условиях подбирать электродвигатель для редуктора при известных его параметрах с целью получения наилучших энергосберегающих показателей.

Содержание работы: В процессе работы следует ознакомиться с методикой расчета цилиндрических редукторов, подобрать электродвигатель и рассчитать зубья на контактную прочность.

Оборудование и инструмент:

- Редуктор цилиндрический двухступенчатый.

- Штангенциркуль и линейка.

Продолжительность работы: 2 ч.

Место работы: Специализированная аудитория по дисциплине "Детали машин"

Содержание отчета

В отчете о работе следует указать:

• название и цель работы;

• кинематическую схему редуктора (рисунок 7);

• общие сведения;

• результаты измерений и расчета параметров привода и зубчатого зацепления (таблица 5).

Методические указания к выполнению работы Общие сведения Контактные напряжения образуются в месте соприкосновения зубьев зубчатой передачи.

Превышение контактных напряжений над допускаемыми приводит к появлению вмятин, борозд, трещин или мелких раковин, которые способствуют ускоренному износу поверхности зуба.

На контактные напряжения рассчитываются закрытые зубчатые передачи, работающие в масляной ванне, т.к. в открытых зубчатых передачах контактные напряжения усталости не успевают накопиться из-за естественного износа поверхности зубьев.

Расчет зубьев на контактную прочность базируется на формуле Герца, являющегося основоположником теории контактных напряжений.

Формула Герца имеет вид

(3.1)

где q  удельная нагрузка на единицу длины зуба;

Е1 модуль упругости материала шестерни;

Е₂ модуль упругости материала колеса;

_пр приведенный радиус кривизны поверхности зуба в полюсе зацепления;

µ₁ коэффициент Пуассона материала шестерни;

µ₂ коэффициент Пуассона материала колеса.

Эта расчетная формула преобразуется для определения межосевого расстояния рассчитываемой пары (шестерня-колесо) или же для определения диметров начальных окружностей шестерни или колеса.

Уменьшение габаритов (следовательно, стоимости и массы) передачи возможно за счет минимально возможного межосевого расстояния.

Например, уменьшение межосевого расстояния на 35 % приводит к уменьшению массы передачи на 70 %, а увеличение межосевого расстояния на 30 % увеличивает массу в 2,2 раза.

Повышение твердости поверхности зубьев за счет применения более высококачественных сталей и их закалки также способствует повышению допускаемых напряжений. А следовательно, и уменьшению межосевого расстояния.

При преобразовании формулы Герца получаются две неизвестные величины: межосевое расстояние и ширина шестерни, которая также влияет на контактную прочность. Поэтому для исключения одной неизвестной величины вводят коэффициенты: ширины шестерни по межосевому расстоянию

(3.2)

где b  ширина шестерни;

а  межосевое расстояние,

или по диаметру

(3.3)

где d  диаметр начальной окружности.

Между _ва и _bd существует зависимость:

(3.4)

где u - передаточное число.

Знак (+) для внешнего и знак (-) для внутреннего зацепления.

Величины _bd и _ва выработаны практикой и стандартизированы.

Базовым числом циклов напряжений является такое число циклов, при котором кривая усталости материала при дальнейшем увеличении числа циклов почти не изменяется.

Накопление усталостных напряжений при постоянной нагрузке пропорционально числу циклов, а при переменной нагрузке возникает необходимость привести различные по величине напряжения к единой величине, т.е. определить эквивалентное число циклов напряжений.

С учетом эквивалентного и базового числа циклов определяется коэффициент долговечности.

Рисунок 7 – Схема цилиндрического редуктора с электродвигателем:

1-электродвигатель; 2 -упругая муфта; 3-двухступенчатый цилиндрический редуктор.