- •Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ижевский государственный технический университет» Кафедра «Управление качеством»
- •Методические указания
- •Цель работы
- •Оборудование
- •3. Порядок проведения работы.
- •4. Общие сведения о червячной передаче
- •5. Измерение размеров
- •6. Расчет размеров.
- •7. Расчет энергетических, кинематических и силовых параметров
- •Раздел 1
- •Раздел 2
- •Раздел 3
5. Измерение размеров
5.1. Определить межосевое расстояния передачи awпутем косвенных измерений размеров корпуса (Приложение 2, рис.П2.2). Рассчитанное по результатам измерений межосевое расстояние согласовать со стандартом ГОСТ 2144-76 (в редакции 92г) (Приложение 3, таблица П3.2) и занести в таблицу 1 отчета.
5.2. Сосчитать число зубьев червячного колеса Z2и занести в таблицу 1 отчета.
5.3. Определить число витков (заходов) червяка Z1(Приложение 2, рис.П2.2).
5.4. Определить шаг винтовой линии червяка P. Для этого с целью увеличения точности замера измерить несколько шагов (Приложение 1, рис.П1.3). Обратить внимание на необходимость установки ножек штангенциркуля в точкиAиB. Получим шаг
,
где k– число замеренных шагов;
L– расстояние вдоль оси червяка между одноименными точкамиA1-го иBk-го шагов.
5.5. Измерить наружный диаметр червяка da1.
Все полученные размеры занести в таблицу П4.1 (Приложение 4).
6. Расчет размеров.
6.1. Определить передаточное число передачи
. (1)
Передаточное число согласовать со стандартом (Приложение 3, таблица П3.1)
6.2. По измеренному шагу Pопределить осевой модуль
. (2)
Из стандарта (Приложение 3, таблица П3.3) выбрать ближайшее значение осевого модуля m.
6.3. Определить наружный диаметр червяка
,
отсюда найти диаметра делительной окружности червяка
. (3)
6.4. Из формулы диаметра делительной окружности червяка
определить коэффициент делительной окружности червяка
. (4)
и согласовать его со стандартным значением и соответствием модулю и числу витков червяка (Приложение 3, таблица П3,3)
6.5. Определить коэффициент сдвига инструмента
. (5)
Проконтролировать правильность замеров и расчетов. Коэффициент сдвига инструмента должен лежать в интервале .
6.6. Определить угол подъема винтовой линии червяка на делительном диаметре
. (6)
6.7. Определить угол подъема винтовой линии червяка на начальном диаметре
. (7)
6.8. Определить диаметр начальной окружности червяка
. (8)
6.9. Определить диаметр окружности впадин червяка
. (9)
6.10. Определить диаметры колеса:
диаметр делительной окружности колеса
; (10)
диаметр начальной окружности колеса
; (11)
диаметр окружности выступов колеса
; (12)
диаметр окружности впадин колеса
. (13)
6,11 . Определить высоту зуба
, (14)
где C= 0,2 – коэффициент радиального зазора
Все рассчитанные размеры занести в таблицу П4.1 (Приложение 4).
7. Расчет энергетических, кинематических и силовых параметров
Для расчета указанных параметров студенту выдается индивидуальное задание из приложения 7 по номеру в списке состава группы у преподавателя.
7.1. Крутящий момент на входном валу (на валу червяка)
Нм, (15)
где P1– мощность на входном валу, квт,
n1– частота вращения входного вала, об/мин. Обе величины заданы в приложении.
7.2. Скорость скольжения в зацеплении как скорость перемещения поверхности витка червяка относительно зуба колеса (рис.7.1)
м/с, (16)
или
м/с, (17)
где dw1– диаметр начальной окружности червяка, мм.
w– угол подъема винтовой линии червяка на начальной окружности.
n1– частота вращения червяка.
V1иV2– окружные скорости червяка и колеса.
7.3. По скорости скольжения из таблицы П3.4 (Приложение 3) определить приведенный угол трения .
7.4. Коэффициент полезного действия червячной передачи
. (18)
7.5. Мощность на выходном валу (на валу червячного колеса)
квт. (19)
7.6. Частота вращения выходного вала
об/мин. (20)
7.7. Крутящий момент на выходном валу
квт, (21)
или
квт. (22)
Следующим этапом определить усилия, действующие в червячном зацеплении и их направление.
7.8. Окружное усилие на червяке
Н. (23)
7.9. Окружное усилие на колесе
Н. (24)
7.10. Осевое усилие на червяке
. (25)
7.11. Осевое усилие на колесе
. (26)
7.12. Радиальное усилие на червяке и на колесе
. (27)
Определить направление усилий можно, задавшись направлением вращения червяка при заданном направлении винтовой линии (Приложение 2, рис.П2.1). Прежде определим направление вращения колеса. Для этого воспользуемся следующим способом. Остановим колесо, и будем вращать червяк в выбранном направлении. При правой винтовой линии и направлении вращения, показанном на рис.П2.1 червяк будет ввинчиваться как винт в гайку, перемещаясь влево. Далее, не вращая, червяк, переместим его в первоначальное положение. При этом колесо провернется. Направление проворота колеса покажет направление его вращения.
Выбор и определение направления вращения червяка и колеса позволит определить направление действующих в зацеплении усилий.
При ведущемчервяке:
окружное усилиеFt1, действующее на червяк, направленопротивнаправления его вращения;
осевое усилиеFA2, действующее на колесо, равно окружному усилию червякаFt1 и направлено в противоположную сторону;
окружное усилиеFt2, действующее на колесо, направленопонаправлению его вращения;
осевое усилиеFA1, действующее на червяк, равно окружному усилию колесаFt2 и направлено в противоположную сторону;
радиальные усилияFR1, действующее на червяк, иFR2, действующее на колесо, равны между собой и направлены к центру рассматриваемого элемента.
Полученные значения занести в таблицу П4.2 (Приложение 4), а действующие усилия показать на кинематической схеме (Приложение 2, рис П2.1).
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Таблица П3.1
Ряды |
Передаточное число |
1 ряд |
8; 11; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80 |
2 ряд |
9; 11,2; 14; 18; 22,4; 28; 35,5; 45; 56; 71 |
Таблица П3.2
Ряды |
Межосевое расстояние |
1 ряд |
40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500 |
2 ряд |
140; 180; 225; 280; 355; 450 |
Таблица П3.3
Значения модулей в зависимости от коэффициентов диаметров червяка при Z1 = 1; 2; 4 (ГОСТ 2144-76) | |||
m, мм |
q |
m, мм |
q |
2 |
8; 10; (12); 12,5; 16; 20 |
(7) |
(12) |
2.5 |
8; 10; (12); 12,5; 16; 20 |
8 |
8; 10; 12,5; 16; 20 |
(3) |
(10); (12) |
10 |
8; 10; 12,5; 16; 20 |
3,15 |
8; 10; 12,5; 16; 20 |
(12) |
(10) |
(3,5) |
(10); (12); (14) |
12,5 |
8; 10; 12,5; 16; 20 |
4 |
8; (9); 10; (12); 12,5; 16; 20 |
(14) |
(8) |
5 |
8; 10; 12,5; 16; 20 |
16 |
8; 10; 12,5; 16 |
(6) |
(9); (10) |
20 |
8; 10 |
6,3 |
8; 10; 12,5; 14; 16; 20 |
|
|
Значения в скобках допускаются, но не рекомендуются. (*) применяются только при Z1=1. (**) применяется только при Z1=1; 2. (***) применяется только при Z1=2. |
Таблица П3.4
VS м/с |
Приведенный коэффициент трения в зацеплении f |
Приведенный угол трения в зацеплении |
VS м/с |
Приведенный коэффициент трения в зацеплении f |
Приведенный угол трения в зацеплении |
0,01 |
0,10...0,12 |
5040...6050 |
2,5 |
0,03...0,04 |
1040...2020 |
0,1 |
0,08...0,09 |
4030...5010 |
3 |
0,028...0,035 |
1030...2000 |
0,25 |
0,065...0,075 |
3040...4020 |
4 |
0,023...0,030 |
1020...1040 |
0,5 |
0,055...0,065 |
3010...3040 |
7 |
0,018...0,026 |
1000...1030 |
1 |
0,045...0,055 |
2030...3010 |
10 |
0,016...0,024 |
0055...1020 |
1,5 |
0,04...0,05 |
2020,,,2050 |
15 |
0,014...0,022 |
0050...1010 |
2 |
0,035...0,045 |
2000...2030 |
|
|
|
Значения f и даны с учетом потерь в подшипниках качения для стального закаленного полированного червяка из оловянно-фосфористой бронзы. Для колеса из безоловянной бронзы и латуни значения увеличить в 1,3...1,5. Для колеса из чугуна – увеличить в 1,6. Нижние значения пределов – для закаленных полированных червяков при обильной смазке. |
Приложение 4
Таблица П4.1.
Наименование параметров |
Обозна-чение |
Размер-ность |
Замер или № формулы |
Значение параметра |
Замеры | ||||
Межосевое расстояние |
aw |
мм |
замер |
|
ГОСТ |
| |||
Число зубьев червячного колеса |
Z2 |
– |
сосчитать |
|
Число витков (заходов) червяка |
Z1 |
– |
сосчитать |
|
Осевой шаг червяка |
P |
мм |
замер |
|
Наружный диаметр червяка |
da1 |
мм |
замер |
|
Расчеты | ||||
Передаточное число передачи |
U |
– |
(1) |
|
Осевой модуль |
m |
мм |
По замеру (2) |
|
m |
мм |
по ГОСТ (табл.П3.3) |
| |
Диаметр делительной окружности червяка |
d1
|
мм |
(3) |
|
Коэффициент делительного диаметра червяка |
q |
– |
(4) |
|
Коэффициент сдвига инструмента |
x |
– |
(5) |
|
Угол подъема винтовой линии червяка на делительном диаметре |
|
градусы, минуты, секунды |
(6) |
|
Угол подъема винтовой линии червяка на начальном диаметре |
w |
градусы, минуты, секунды |
(7) |
|
Диаметр начальной окружности червяка |
dw1 |
мм |
(8) |
|
Диаметр окружности впадин червяка |
df1 |
мм |
(9) |
|
Диаметр делительной окружности колеса |
d2 |
мм |
(10) |
|
Диаметр начальной окружности колеса |
dw2 |
мм |
(11) |
|
Диаметр окружности выступов колеса |
da2 |
мм |
(12) |
|
Диаметр окружности впадин колеса
|
df2 |
мм |
(13) |
|
Высота зуба |
h |
мм |
(14) |
|
Таблица П4.2
Наименование параметров |
Обозна-чение |
Размер-ность |
№ формулы |
Значение |
Мощность на входном валу |
Pвх |
квт |
Задание |
|
Частота вращения входного вала |
n1 |
об/мин |
Задание |
|
Направление винтовой линии |
– |
– |
Задание |
|
Направление вращения червяка |
– |
– |
Задание |
A илиB |
Крутящий момент на входном валу |
T1 |
Нм |
(15) |
|
Скорость скольжения |
VS |
м/с |
(16) |
|
Угол трения |
|
градусы |
Табл.П3.4 Приложе- ние 3 |
|
КПД редуктора |
|
– |
(18) |
|
Мощность на выходном валу |
P2 |
квт |
(19) |
|
Частота вращения выходного вала |
n2 |
об/мин |
(20) |
|
Крутящий момент на выходном валу |
T2 |
Нм |
(21), (22) |
|
Окружное усилие на червяке |
Ft1 |
Н |
(23) |
|
Окружное усилие на колесе |
Ft2 |
Н |
(24) |
|
Осевое усилие на червяке |
FA1 |
Н |
(25) |
|
Осевое усилие на колесе |
FA2 |
Н |
(26) |
|
Радиальное усилие на червяке |
FR1 |
Н |
(27) |
|
Радиальное усилие на колесе |
FR2 |
Н |
(27) |
|
Приложение5
Образец титульного листа отчета
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Управление качеством»
Отчет По лабораторной работе №2 «Паспортизация червячной передачи редуктора»
Выполнил студент гр.______________ ________________________ Ф.И.О. Принял__________________________
Ижевск 200__год
|
Приложение 6
Содержание отчета к лабораторной работе №1
«Паспортизация зубчатых цилиндрических передач редуктора»
Образец титульного листа показан в приложении 5.