4895
.pdf31
5.Контрольные вопросы
5.1.Назовите подшипники качения, их конструкцию и основные характеристики.
5.2.Какие преимущества и недостатки подшипников качения по сравнению с подшипниками скольжения?
5.3.Какова классификация подшипников качения:
а) по форме тел качения; б) по направлению воспринимаемых нагрузок; в) по числу рядов ?
5.4.Как маркируются подшипники качения (с примером обозначения)?
5.5.Какие основные типы уплотнений подшипниковых узлов?
32
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6
ИЗУЧЕНИЕ ЗУБЧАТОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕДУКТОРА
1. Цель работы
Ознакомление с конструкцией цилиндрического редуктора и определение его основных параметров.
2. Общие сведения
Зубчатым редуктором называется механизм, состоящий из одной или нескольких зубчатых передач, смонтированных в едином закрытом корпусе, и предназначенный для понижения скорости вращения и соответственно повышения вращающего момента.
Восновном цилиндрические зубчатые редукторы общего назначения изготовляют с косозубыми колесами и большинство по развернутой схеме, то есть с несимметричным расположением колес относительно опор валов. Основным достоинством этих редукторов является простота конструкции, высокий КПД, надежность в работе, недостатком – неравномерная нагрузка по ширине зуба вследствие несимметричного расположения колес.
Если зубья колес имеют малый угол наклона, то валы устанавливают на радиальных подшипниках, при больших углах наклона – на радиальноупорных подшипниках.
Корпус редуктора выполняется из чугуна и служит для размещения в нем деталей передач, для обеспечения смазки передач (погружением колес в масло) и подшипников, предохранения деталей от загрязнения и др.
Для удобства монтажа деталей корпус обычно выполняется разъемным (основание корпуса и крышка). Взаимное положение основания корпуса и крышки фиксируются коническими штифтами. Для контроля уровня смазки служит щуп (реже маслоуказатель). Слив масла производится через специальное отверстие, закрываемое пробкой. Контроль состояния рабочих поверхностей зубчатого зацепления осуществляется через смотровой люк в крышке корпуса редуктора.
Вредукторах используют крышки подшипников привёртные (прижимные) или закладные (врезные), применение последних позволяет упростить конструкцию и монтаж редуктора.
3.Порядок выполнения работы
3.1. Разборка редуктора по узлам До разборки редуктора необходимо измерить межосевое расстояние по
ступеням и сравнить с данными ГОСТа. Определить передаточное число редуктора измерением соотношения частоты вращения ведущего nвх. и ведо-
мого nвых. валов:
33
u |
|
= |
nвх |
. |
(6.1) |
p |
|
||||
|
|
n |
|
||
|
|
|
вых |
|
|
Затем провести разборку редуктора по узлам:
а) отвернуть гайки болтов крепления крышки редуктора, вынуть болты; б) снять крышку редуктора; в) снять крышки подшипников и вынуть валы с зубчатыми колесами и
подшипниками; г) снять маслоуказатель (или вынуть) и отвернуть маслоспускную
пробку; д) ознакомиться с конструкцией и назначением узлов и деталей. Обра-
тить внимание на типы подшипников и уплотнений.
3.2. Определение основных параметров зацепления:
а) измерить 2-3 раза шаг зацепления для каждой ступени в нормальном сечении рn и в торцевом сечении рt;
б) определить для каждой ступени модель зацепления в нормальном сечении и торцовый модуль:
|
|
m |
n |
= |
pn |
, |
|
|
|
m |
t |
= |
pt |
|
, |
|
|
|
|
(6.2) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
сравнить полученное значение mn со стандартным (табл.6.1). |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.1 |
||
|
|
|
|
|
|
Ряды модулей по ГОСТу (мм) |
|
|
|
|
|||||||||||||||
1ряд |
1,5 |
2 |
|
3 |
|
|
|
4 |
|
5 |
6 |
|
|
8 |
|
|
10 |
|
12 |
16 |
20 и т.д. |
|
|||
2 ряд |
1,75 |
2,25 |
|
2,75 |
|
3,5 |
|
4,5 |
5,5 |
|
|
7 |
|
|
9 |
|
|
11 |
14 |
до 100 мм |
|
||||
в) подсчитать число зубьев шестерни и колеса для каждой ступени и |
|||||||||||||||||||||||||
определить передаточные числа. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
u |
= |
Z2 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
= |
Z4 |
, |
|
(6.3) |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
1 |
|
|
Z1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
Z3 |
|
|
|
|
||||
а также передаточное число редуктора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
up |
= u1 u2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(6.4) |
|
|
и сравнить его с найденными по соотношению частот вращения валов; г) подсчитать межосевое расстояние для каждой ступени (угол наклона
зуба β=80 06/ 34//)
aw |
= |
mn (Z1 + Z2 ) |
(6.5) |
|
cos β |
||||
|
|
|
и сравнить с измеренными и со стандартными (табл.6.2)
34
|
|
|
|
|
Таблица 6.2 |
|
Стандартные значения аw |
|
|||
Первый |
40; 50; 63; 90; 100; 125; 160; 200; 200; 250; 315; 400; 500; 630; |
||||
ряд |
800; 1000 и т.д. до 2500 |
|
|
|
|
Второй |
140; 180; 225; 280; 335; 450; 560; 710; 900 |
|
|||
ряд |
|
|
|
|
|
д) измерить ширину зубчатого венца и определить коэффициент длины |
|||||
зуба |
|
|
|
|
|
|
Ψ |
= |
b |
; |
(6.6) |
|
|
||||
|
aw |
|
aw |
|
|
е) замерить входной диаметр вала dвх(мм) редуктора и, приняв допускаемое напряжение [τ]=20МПа, определить вращающий момент Твх
T |
|
= 0,2d3[τ]; |
(6.7) |
||
вx |
|
|
|
|
|
ж) подсчитать КПД редуктора |
|
|
|
||
η |
p |
= η η |
η3 |
, |
(6.8) |
|
1 2 |
п |
|
|
|
где η1 и η2 – соответственно КПД зацепления первой и второй ступени редуктора (для закрытой зубчатой цилиндрической передачи КПД зацепления 0,96…0,98).
ηп – КПД одной пары подшипников качения (берется равным 0,99) з) найти вращающий момент на выходном валу редуктора
Твых=Твх.u р.η. |
(6.9) |
3.3 Сборка редуктора.
Сборка редуктора производится в порядке, обратном разборке. Редуктор собран правильно, если валы не имеют осевого люфта и в тоже время свободно проворачиваются от руки.
4.Оформление отчета
4.1.Кинематическая схема и описание редуктора с указанием материала корпуса и крышки редуктора, наличия смотровых окон, маслоуказателей, маслоспускных пробок, числа ступеней, характеристики зубчатых колес (прямозубые, косозубые и т.п.), заводской марки и КПД.
4.2.Определение основных параметров по формулам и результатам измерений (свести в табл.6.3).
35
|
|
|
|
|
Таблица 6.3 |
|
|
Характеристика зубчатого редуктора |
|
|
|||
|
|
|
|
Значение |
||
|
|
Обозначе- |
1-я ступень |
2-я ступень |
||
Параметры зацепления |
ние |
Рас- |
ГОСТ |
Рас- |
ГОСТ |
|
|
|
|
чёт |
|
чёт |
|
Межосевое расстояние |
aw, мм |
|
|
|
|
|
Шаг зацепления |
pn, мм |
|
|
|
|
|
Модуль нормальный |
mn, мм |
|
|
|
|
|
Число зубьев шестерни |
|
|
|
|
|
|
Число зубьев колеса |
|
|
|
|
|
|
Ширина венца |
|
в, мм |
|
|
|
|
Коэффициент длины зуба |
Ψaw |
|
|
|
|
|
Передаточное число по сту- |
u |
|
|
|
|
|
пеням |
|
|
|
|
|
|
Передаточное |
число редук- |
up |
|
|
|
|
тора |
|
|
|
|
|
|
Вращающий |
момент на |
Tвх, Нм |
|
|
|
|
входном валу редуктора |
|
|
|
|
|
|
Вращающий момент на вы- |
Tвых, Нм |
|
|
|
|
|
ходном валу редуктора |
|
|
|
|
|
|
5.Контрольные вопросы
5.1.Что такое редуктор, каково его назначение?
5.2.Как определить передаточное отношение (число) отдельных передач и редуктора?
5.3.Как определить КПД редуктора?
5.4.Что такое модуль зацепления?
5.5.Чем контролируется уровень смазки?
5.6.Что такое межосевое расстояние и как его определить?
5.7.Из каких материалов изготовляют корпус и крышка редуктора, валы, зубчатые колёса ?
36
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7
ИЗУЧЕНИЕ ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА
1. Цель работы Ознакомиться с конструкцией червячного редуктора и определить па-
раметры червячного зацепления.
2. Общие сведения Редуктор – механизм, служащий для понижения угловых скоростей и
увеличения крутящих моментов.
Червячные редукторы применяют для передачи движения между перекрещивающимися валами (обычно под углом 900). В червячном редукторе червячная передача состоит из червяка и червячного колеса с зубьями дуговой формы, охватывающими часть червяка.
По относительному положению червяка и червячного колеса червячные редукторы выполняют по трем основным схемам: с нижним, верхним и боковым расположением червяка. Смазка зацепления осуществляется погружением колеса или червяка в масло.
Червяк выполняется из стали и термически обрабатывается до высокой твердости. Поверхность витков обрабатывается очень чисто (шлифуется и полируется).
Червячные колеса часто делают составными: венцы колес выполняют из бронзы; при малых скоростях скольжения (менее 2 м/с) применяют чугунные венцы. Зубчатые венцы соединяются со ступицей (материал ступицы – серый чугун, реже сталь) с гарантированным натягом. Опоры червяка и червячного колеса выполнены с применением подшипников качения, воспринимающих радиальную и осевую нагрузки.
Достоинства червячных передач таковы: возможности большого редуцирования, плавность и бесшумность работы.
К основным недостаткам червячных передач следует отнести: низкий КПД, необходимость применения для венцов дорогих антифрикционных материалов.
3.Порядок выполнения работы
3.1.Разборка редуктора по узлам:
а) отвернуть гайки болтов крепления крышки редуктора, вынуть болты; б) отвернуть винты крышек подшипников колеса, снять крышку редук-
тора;
в) снять крышки подшипников колеса и вынуть червячное колесо с ва-
лом;
г) отвернуть винты сквозной крышки червяка и снять крышку; д) вынуть червяк с подшипниками; е) снять глухую крышку подшипника червяка;
ж) вынуть маслоуказатель и отвернуть маслоспускную пробку; з) ознакомиться с конструкцией и назначением узлов и деталей.
37
Обратить внимание на типы подшипников и уплотнителей. 3.2. Определение основных параметров зацепления:
а) измерить 2…3 раза осевой шаг ps червяка и диаметры вершин витков червяка da1 и вершин зубьев червячного колеса da2 ;
б) определить осевой модуль зацепления и сравнить со стандартным (табл.7.1);
ms = |
ps |
; |
(7.1) |
|
|||
|
π |
|
|
в) определить диаметры делительных окружностей червяка и колеса
d1 |
= da |
+ 2ms , |
(7.2) |
|
1 |
|
|
d2 |
= da2 |
− 2ms ; |
(7.3) |
г) подсчитать число зубьев колеса Z2 и число заходов червяка Z1, определить передаточное число червячной передачи
u = |
Z2 |
; |
|
|
Z1 |
|
|||
|
|
|
||
д) определить коэффициент диаметра червяка q = |
d1 |
|||
ms |
||||
|
|
|
||
ГОСТом; е) определить межосевое расстояние
aw = d21 + d22 ,
сравнить его с ГОСТом (табл.2)
Параметры червячных передач
(7.4)
и сравнить с
(7.5)
Таблица 7.1
m, мм |
|
q |
|
Z1 |
Допускаемые сочетания |
||
|
|
|
|
|
m, мм |
q |
Z1 |
2 |
8; 10; 12,5; |
1; 2; 4 |
2 |
12 |
1; 2; 4 |
||
2,5 |
16; 20 |
|
|
2,5 |
12 |
1; 2; 4 |
|
3,5 |
|
|
|
|
3 |
10; 12 |
1; 2; 4 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
6,3 |
8; 10; 12,5; |
1; 2; 4 |
3,5 |
10 |
1; 2; 4 |
||
|
14; 16; 20 |
|
|
12; 14 |
1 |
||
8 |
8; |
10; |
12,5 |
1; 2; 4 |
4 |
9 |
1; 2; 4 |
10 |
16; 20 |
|
|
|
12 |
1 |
|
12,5 |
|
|
|
|
|
|
|
16 |
8; 10; 12,5; |
1; 2; 4 |
6 |
9; 10 |
1; 2; 4 |
||
|
16 |
|
|
|
|
|
|
20 |
8; 10 |
|
1; 2; 4 |
8 |
12 |
1; 2; 4 |
|
|
|
|
|
|
12 |
10 |
1; 2 |
|
|
|
|
|
14 |
8 |
2 |
|
|
|
|
38 |
|
|
|
|
|
|
Таблица 7.2 |
|
Стандартные значения aw (мм) |
|
|||
Первый |
40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 250; 315; 400 |
|
|||
ряд |
|
|
|
|
|
Второй |
140; 180; 225; 280; 335; 450 |
|
|||
ряд |
|
|
|
|
|
ж) замерить входной диаметр вала dвх(мм) и, приняв допускаемое на- |
|||||
пряжение [τ]=20 МПа, определить вращающий момент Твх |
|
||||
|
T |
|
= 0,2d3[τ]; |
(7.6) |
|
|
вх |
|
|
|
|
з) подсчитать КПД редуктора |
|
|
|||
|
η |
p |
= η |
η2 , |
(7.7) |
|
|
3 |
п |
|
|
где η3 - КПД червячного зацепления (η3 принять равным 0,8); ηп - КПД одной пары подшипников качения (берется равным 0,99); и) найти вращающий момент на выходном валу редуктора
Твых=Твхupηр . (7.8) 3. Сборка редуктора
Сборка редуктора производится в порядке обратном разборке. Редуктор собран правильно, если червячный вал и вал колеса не имеет осевого люфта и в то же время свободно проворачиваются от руки.
4.Оформление отчёта
4.1.Кинематическая схема и описание редуктора с указанием материала из которого выполнен корпус и крышка редуктора, червячный вал, червячное колесо, наличие смотровых окон, маслоуказателей, маслоспускных пробок, ребер охлаждения. При описании редуктора следует указать число ступеней, положение червяка по отношению к колесу.
4.2.Определение основных параметров по формулам и результатам измерений (свести в табл.7.3)
Таблица 7.3
Характеристика червячного редуктора
|
|
Значения |
|
Параметры зацепления |
Обозна- |
Расчет- |
По |
|
чения |
ные |
ГОСТу |
1 |
2 |
3 |
4 |
Межосевое расстояние |
aw,мм |
|
|
Число заходов червяка |
Z1 |
|
|
Число зубьев колеса |
Z2 |
|
|
Шаг зацепления |
рs, мм |
|
|
Модуль |
ms ,мм |
|
|
Диаметр делительной окружности червяка |
d1, мм |
|
|
Диаметр делительной окружности колеса |
d2, мм |
|
|
39
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Диаметр вершин винтов червяка |
da1, мм |
|
|
|
|
Диаметр вершин зубьев колеса |
da2,мм |
|
|
|
|
Передаточное число редуктора |
up |
|
|
|
|
Коэффициент диаметра червяка |
q |
|
|
|
|
Вращающий момент на входном валу |
Твх, Нм |
|
|
|
|
редуктора |
|
|
|
|
|
Вращающий момент на выходном валу |
Твых,Нм |
|
|
|
|
редуктора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.Контрольные вопросы
5.1.Что такое редуктор, его назначение?
5.2.Каковы основные параметры червячной передачи?
5.3.Из какого материала выполнены корпус и крышка редуктора, червяк и червячное колесо?
5.4.Как определить передаточное число (отношение) червячной пере-
дачи?
5.5.Как определить КПД червячного редуктора?
5.6.Как подсчитать осевой модуль зацепления?
5.7.Как подсчитать коэффициент диаметра червяка?
5.8. Как определить диаметр делительных окружностей червяка и червячного колеса?
40
Пример оформления титульного листа отчёта
Министерство образования РФ Воронежская государственная лесотехническая академия
Кафедра механизации лесного хозяйства и проектирования машин
О Т Ч Ё Т
по лабораторной работе № 6 Изучение зубчатого цилиндрического редуктора
Факультет___________
Курс____ Группа _____
ФИО______________
Ворорнеж 2002