Основы конструирования. Журнал лабораторных работ

Лабораторная работа № 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

Цель работы:

—получить представление о червячной передаче;

—ознакомиться с геометрическими параметрами червячной передачи;

—определить основные параметры червячной передачи.

ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Червячные передачи применяют для передачи вращательного движения между перекрещивающимися осями, у которых угол скрещивания осей обычно составляет 90° (рис. 20).

Основными элементами передачи являются:

—червяк или винт;

—червячное колесо или гайка с нарезкой.

Рис. 20. Схема червячной передачи: 1 — червяк; 2 — червячное колесо

51

Основные кинематические характеристики

К основным кинематическим характеристикам червячной передачи относятся:

m — осевоймодульчервяка, равныйторцевомумодулючервячного колеса; в червячной передаче является расчетным.

Значение расчетных m выбирают из ряда (ГОСТ 2144-76): 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20 мм;

U — передаточное число. Определяется:

где z1 — число заходов червяка; z1 = 1; 2; 4 (зависит от U); ω1, ω2 — угловые скорости червяка; g — относительный диаметр червяка; z2 — число зубьев червячного колеса;

γ — угол подъема винтовой линии червяка (рис. 21):

tg( ) Pz1 ,

d1

где πd1 — длина окружности при развертке;

P = πm — расчетный шаг червяка;

aw — межцентровоерасстояние— главныйпараметрчервячной передачи (см. рис. 21):

52

Рис. 21. Угол подъема винтовой линии червяка

Для стандартных редукторов

η — КПД передачи. Червячная передача является зубчатовинтовой, поэтому в ней имеются потери, свойственные как зубчатой передаче, так и передаче винт-гайка. В общем случае

ηчерв.пер = ηn* ηз.з* ηв.н* ηр.м, где соответствующие η, учитывающие потери в подшипниках, зубчатом зацеплении, винтовой паре, а

также на размешивание и разбрызгивание масла. Практически η определяется по формуле

выведенной для червячной пары,

где φ — угол трения; ψ — угол подъема винтовой линии. Величина φ значительно снижается при увеличении Vs , так как при этом

53

в зоне зацепления создаются благоприятные условия для образования масляного клина.

Из формулы видно, что с увеличением угла подъема винтовой линии витка ψ растет η передачи. Учитывая, что tg φ = z1(g), заключаем, что увеличение z1 и уменьшение g в допустимых пределах обеспечивают повышение η червячной передачи.

На η передачи влияет сорт масла и шероховатость рабочих поверхностей витков червяка, которая не должна быть грубее

0,63 мкм.

Червячные передачи имеют сравнительно низкий η, что ограничивает область их применения.

Червяки могут быть выполнены с правой и левой резьбой.

Силы, действующие в зацеплении

Если в червячном зацеплении действуют Т1 и T2, то в зацеплении возникает сила нормального давления, которая может быть разложена на три составляющие (рис. 22):

Ft — окружная сила; Fa — осевая сила; Fr — радиальная сила.

где КПД передачи.

2.Fr1 Fr2 Ft2 tg( ).

3.T2 T1u черв.пер.

54

Рис. 22. Силы, действующие в зацеплении червячной пары

Оборудование, приборы, инструменты:

—редуктор или лабораторная установка зубчатой пары;

—штангенциркуль;

—линейка;

—калькулятор;

—транспортир.

Порядок выполнения работы

Задание № 1

Выполнить эскиз зубчатой пары (рис. 23).

55

Рис. 23. Основные геометрические параметры червячной передачи

56

Задание № 2

Определить основные параметры передачи (см. рис. 23 и таблицу). Размеры занесите в таблицу.

а. Передаточное число U:

U z2 z1

б. Модуль m:

Высота витка h = 2,2m. Отсюда модуль m = h/2,2.

Теоретически P = πm; следовательно m = P/π =

в. Диаметры делительных (начальных) окружностей червяка и червячного колеса:

d1 = da1 — 2m = d2 = da2 — 2m =

г. Коэффициент диаметра червяка g: g = d1/m =

д. Угол подъема винтовой линии червяка γ:

е. Проверить правильность расчетов: расчетное aw должно совпадать с измеренным значением aw в зубчато-винтовой паре:

m

aw 2 (g z2 ).

Задание № 3

Выполнить чертеж червячной передачи на миллиметровке формата А4 в масштабе 1:1 или 1:2 с указанием истинных размеров.

57

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Дунаев, И. Ф. Детали машин [Текст] / И. Ф. Дунаев. — М.: Высшая школа, 1984.

2.Березовский, Ю. Н. Детали машин [Текст] / Ю. Н. Березовский и др. — М. : Машиностроение, 1983.

3.Куклин, Н. Г. Деталимашин[Текст] / Н. Г. Куклин, Г. С. Куклина. — М. : Высшая школа, 1987.

4.Чернилевский, Д. В. Детали машин [Текст] / Д. В. Чернилевский и др. — М., 1983.

5.Чернавский, С. А. Курсовоепроектированиеподеталяммашин [Текст] / С. А. Чернавский. — М.: Машиностроение, 1987.

6.Устюгов, И. И. Детали машин [Текст] / И. И. Устюгов. — М.: Высшая школа, 1981.

7.Чернилевский, Д. В. Детали машин [Атлас] / Д. В. Чернилевский и др. — М., 1983.

8.Федоренко, В. А. Справочник по машиностроительному черчению [Текст] / В. А. Федоренко, А. И. Шотин. Машинострое-

ние, 1983.

9.Гинзбург, Е. Г. Зубчатые передачи: справочник [Текст]/ Е. Г. Гинзбург. — Л. : Машиностроение, 1980.

59