Червячные Передачи Реферат
Червячные Передачи Реферат
Геометрические параметры червячных передач, их охлаждение и смазка. Характеристика червячных передач с архимедовым червяком. Трение в червячных передачах и сущность самоторможения. Применение червячных передач, их основные преимущества и недостатки.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Геометрические параметры червячных передач
Червячная передача относится к передачам с перекрещивающимися осями валов. Угол перекрещивания обычно равен 90. Движение передается с помощью высшей кинематической пары по принципу наклонной плоскости. червячная передача архимедов самоторможение
Различают червячные передачи глобоидные [6] и цилиндрические, то есть, имеющие цилиндрический червяк (рис. 1).
Среди цилиндрических известны передачи с архимедовым, конволютным и эвольвентным червяком. Будем рассматривать только червячные передачи с архимедовым червяком, как наиболее употребительные. Витки архимедова червяка в торцевом сечении очерчены по спирали Архимеда. В осевом сечении этот червяк имеет прямобочную трапецеидальную форму витков с углом профиля б = 20 (рис. 2).
Архимедов червяк подобен ходовому винту с трапецеидальной резьбой, он прост в изготовлении, чем, в частности, и объясняется широкое использование цилиндрических червячных передач с архимедовыми червяками. Червячное колесо такой передачи нарезается червячной фрезой, являющейся копией червяка, но имеющей режущие кромки и наружный диаметр больше, чем у червяка на двойной размер радиального зазора в зацеплении.
Геометрические параметры червяка следующие (рис. 1 и 2).
Число заходов червяка z1. По стандарту z1 = 1; 2; 4. Чаще других используются однозаходные червяки, двух и четырехзаходные рекомендуется применять при небольших значениях передаточных отношений.
Делительный диаметр червяка связан с модулем с помощью коэффициента диаметра червяка q:
Величины m и q стандартизованы. Вот наиболее часто встречающиеся значения:
m = 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5 мм
Угол подъема винтовой линии по делительному диаметру:
Геометрические параметры колеса (рис. 2). В нулевой передаче:
По условию отсутствия подреза эвольвентной части у основания зубьев z2 28.
Угол обхвата червяка колесом в силовых передачах 2д 100. Ширина колеса для однозаходных передач b2 0,75da1. Максимальный диаметр колеса (для однозаходных червяков) daM2 da2 + 2m.
Так как в тяговом режиме входным звеном является червяк, то передаточное отношение (передаточное число)
где n1 и n2 - частоты вращения червяка и колеса.
Чаще всего z1 = 1, поэтому в червячной передаче можно получить большое передаточное отношение, что и является основным достоинством червячных передач. Широкое распространение получили передачи с u = 20 60.
2. Трение в червячных передачах. Самоторможение
При движении витки червяка скользят по зубьям колеса, как в передаче «винт-гайка». Однако, следует учитывать, что в передаче «винт-гайка» имеет место низшая кинематическая пара, а в червячной передаче - высшая, так как контакт витка червяка с зубом колеса происходит по линии.
На рис. 3а показано сечение зуба колеса плоскостью, касательной к делительному цилиндру червяка. Скорость скольжения направлена по касательной к винтовой линии червяка:
где: v1 и v2 - окружные скорости червяка и колеса по делительным диаметрам:
- угол подъема винтовой линии червяка:
Из формул и рис. 3а видно, что в отличие от цилиндрических и конических передач окружные скорости v1 и v2 не совпадают - окружная скорость червяка значительно больше окружной скорости червячного колеса. В результате этого, скорость скольжения в червячных передачах достигает больших величин, что служит причиной значительного трения (отсюда низкий к.п.д.), повышенного износа и склонности к заеданию.
Заедание связано с неблагоприятным направлением скольжения относительно линии контакта. Это показывает рис. 3б на примере относительного движения двух тел в слое смазки. Из теории смазки известно, что наиболее благоприятным условием для образования жидкостного трения является перпендикулярное направление скорости скольжения к линии контакта (то есть, когда = 90). В этом случае смазка затягивается под движущееся тело и между трущимися телами образуется масляный слой - сухое трение заменяется жидкостным. При направлении скорости скольжения вдоль линии контакта ( = 0) масляный слой в контактной зоне образоваться не может - здесь будет сухое и полусухое трение. Чем меньше угол , тем меньше возможность образования жидкостного слоя. Скольжение зубьев в червячной передаче таково, что в околополюсной зоне направление скорости скольжения почти совпадает с направлением контактных линий и условия смазки здесь затруднены. При больших нагрузках в этой зоне может происходить заедание - микросваривание частиц металла с последующим их отрывом от поверхности зуба. Образовавшиеся наросты задирают рабочие поверхности зубьев в направлении скольжения.
Для предупреждения заедания ограничивают нагрузки и применяют специальные антифрикционные пары материалов для червяка и червячного колеса (см. ниже).
Оценка потерь на трение в зацеплении червячной передачи производится при помощи коэффициента полезного действия. При ведущем червяке, то есть, при передаче движения от червяка 1 к колесу 2:
Из формулы (8) видно, что к.п.д. увеличивается с увеличением угла наклона винтовой линии червяка (уменьшение q (4) или увеличение числа заходов червяка) и с уменьшением коэффициента трения или угла трения .
При ведущем червячном колесе, то есть, при передаче движения от колеса 2 к червяку 1, вследствие изменения направления сил получаем:
Если угол подъема винтовой линии меньше или равен углу трения , то 21 0. Это значит, что передача движения в обратном направлении, то есть, от колеса к червяку, становится невозможной. Передача становится самотормозящей. Чем меньше нуля значение 21, тем больше запас самоторможения, то есть, его надежность. Для надежного самоторможения рекомендуют 0,5. Свойство самоторможения червячных передач используют в грузоподъемных механизмах, а также в других случаях, где оно необходимо.
Отметим, что теоретически, согласно формуле (8), значение к.п.д. самотормозящей червячной передачи в тяговом режиме (то есть, при передаче движения от червяка к колесу) меньше 0, Однако практически это справедливо только при очень небольших скоростях скольжения. При увеличении скорости скольжения величины коэффициента трения и угла трения снижаются, в результате чего к.п.д. самотормозящей передачи в тяговом режиме может быть больше 0, В таблице 1 приведены опытные данные по величинам коэффициентов и углов трения при удовлетворительной смазке в зависимости от скорости скольжения (червяк стальной, колесо из оловянистой бронзы).
В связи с высокими скоростями скольжения и неблагоприятными условиями смазки материалы червячной пары должны обладать антифрикционными свойствами, износостойкостью и пониженной склонностью к заеданию.
Червяки современных передач изготавливают из углеродистых и легированных сталей. Витки червяка должны быть термообработаны до высокой твердости с последующим шлифованием. В таблице 2 приведены механические характеристики часто используемых для червяков сталей.
Механическая энергия, потерянная в передаче, превращается в тепловую и нагревает передачу, если отвод тепла недостаточный, то передача перегревается и выходит из строя. Чтобы этого не происходило, необходим тепловой баланс, то есть, количество выделяющейся теплоты и количество отводимой теплоты должны быть одинаковыми. Если количество выделяющейся теплоты велико, то естественный отвод тепла в окружающую среду оказывается недостаточным и приходится применять искусственное охлаждение.
Различают следующие виды искусственного охлаждения:
1. Обдув корпуса передачи воздухом с помощью вентилятора. Для увеличения поверхности отвода тепла корпус червячного редуктора снабжается ребрами.
2. Использование водяной рубашки в виде полостей в корпусе редуктора, в которых циркулирует вода.
3. Применение циркуляционной системы смазки со специальными холодильниками.
При естественным охлаждении, а также в первых двух случаях искусственного охлаждения смазка передач осуществляется путем частичного погружения колеса или червяка в масляную ванну. Глубина погружения при этом не должна превышать высоты зуба колеса или витка червяка для быстроходных передач и трети радиуса колеса для тихоходных передач.
При циркуляционной смазке масло подают насосом в места зацепления и к подшипникам. После этого масло сливается на дно корпуса, откуда поступает в холодильник.
Заметим, что для червячных передач небольшой мощности, как правило, достаточно естественного охлаждения через корпус с ребрами. Сорт масла выбирают в зависимости от окружной скорости и нагруженности передачи [6], [11].
Преобразуя эту формулу для проектного расчета по аналогии с цилиндрической передачей и учитывая средние величины рекомендуемых геометрических и кинематических параметров передачи и коэффициентов концентрации нагрузки после преобразований и уравнивания размерностей получим:
(напомним, что здесь Т2 в Нм, а Епр и [Н] в МПа)
где: q/z2 - отношение коэффициента диаметра червяка к числу зубьев червячного колеса; для силовых передач рекомендуется принимать q/z2 = 0,22 0,4;
Епр - приведенный модуль продольной упругости (модуль Юнга) для материалов червяка и колеса:
здесь - модуль упругости для стали Е1 = 2,1105 МПа;
модуль упругости для бронзы или чугуна
Т2 - силовой момент на червячном колесе;
[H] - допускаемое контактное напряжение для материала колеса; для оловянистых бронз [H] = (0,85 0,9)В.
Проверочный расчет по контактным напряжениям производится по формуле:
(напомним, что здесь Т2 в Нм, Епр и [Н] в МПа, d1 и d2 в мм, и в град, в рад)
где: КН = КvK; здесь Кv - коэффициент динамической нагрузки; из-заплавности работы динамические нагрузки невелики, поэтому: при v2 3 м/c Кv = 1; при v2 3 м/c Кv = 1 1,2;
K - коэффициент концентрации нагрузки; хорошая прирабатываемость материалов червячной пары уменьшает неравномерность нагрузки по контактным линиям: К = 1 1,2;
- угол подъема винтовой линии червяка (4);
d1 и d2 - делительные диаметры червяка и колеса;
- половина угла обхвата колеса червяком в рад;
еб - торцевой коэффициент перекрытия в средней плоскости червячного колеса; в нулевой передаче при б = 20°
о = 0,75 - коэффициент, учитывающий уменьшение длины контактной линии в связи с тем, что соприкосновение осуществляется не по полной дуге обхвата 2д, а так, как показано на рис. 4, где приведены действительные контактные линии в различных позициях зацепления.
Проверочный расчет по напряжениям изгиба производится для зубьев червячного колеса аналогично косозубому колесу с учетом особенностей его конструкции [6].
Рассчитать червячный редуктор общего машиностроения при постоянной нагрузке по следующим данным.
Мощность на валу червяка Р1 = 25 кВт.
Частота вращения червяка n1 = 1200 об/мин.
Частота вращения червячного колеса n2 = 30 об/мин.
Редуктор выполнен в отдельном корпусе с масляной ванной.
По рекомендациям §4 принимаем материал червяка - сталь 45, материал червячного колеса - оловянистую бронзу Бр ОЦС 6-6-3 с пределом прочности В = 370 МПа (§4).
Межцентровое расстояние передачи определяется по формуле (11), для которой предварительно найдем следующие параметры.
Отношение коэффициента диаметра червяка к числу зубьев червячного колеса; для силовых передач рекомендуется q/z2 = 0,22 0,4 (стр. 82); принимаем среднее значение q/z2 = 0,31.
Модуль упругости для стали Е1 = 2,1105 МПа.
Модуль упругости для бронзы Е2 = 0,9105 МПа.
Приведенный модуль продольной упругости (модуль Юнга) для материалов червяка и колеса (стр. 82):
Крутящий момент на выходном валу определим с учетом к.п.д. передачи з = 0,72 (стр. 79):
Допускаемое контактное напряжение для материала колеса; для оловянистых бронз [H] = (0,85 0,9)В (стр. 82). Принимаем:
По этому предварительному значению межцентрового расстояния можно определять геометрические параметры передачи. Принимаем однозаходный червяк: z1 =1. Так как передаточное число:
Так как было принято q/z2 = 0,31, то q = 0,31 · 40 = 12,4. Принимаем рекомендуемое значение (стр. 75) q = 12,
Диаметральные размеры червяка ((1) и (2)):
Длина нарезанной части червяка (3):
Диаметральные размеры червячного колеса (5):
Максимальный диаметр червячного колеса (стр. 76):
Ширина червячного колеса (стр. 76):
Межцентровое расстояние передачи (5):
Проверочный расчет по контактным напряжениям.
Расчет производится по формуле (12), для которой необходимо предварительно найти следующие параметры.
Коэффициент динамической нагрузки Кv. На стр. 82 приведены величины этого коэффициента в зависимости от окружной скорости на колесе. Вычислим окружную скорость на колесе (диаметр колеса переводим в м):
Коэффициент концентрации нагрузки K; при постоянной нагрузке ( по исходным данным) K = 1 (стр. 82).
Угол подъема винтовой линии червяка (4):
Половина угла обхвата колеса червяком = 50° = 0,8727 рад (по рекомендации на стр. 76).
еб - торцевой коэффициент перекрытия в средней плоскости червячного колеса; в нулевой передаче при б = 20° (стр. 83):
- коэффициент, учитывающий уменьшение длины контактной линии в связи с тем, что соприкосновение осуществляется не по полной дуге обхвата; о = 0,75 (стр. 83).
Проверка удовлетворительна, так как уН < [уH] = 321,9 МПа.
1. Авиационные зубчатые передачи и редукторы. Справочник. Под редакцией Булгакова Э.Б. Москва, «Машиностроение», 1981.
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В трех томах. Москва, «Машиностроение», 1982.
3. Детали машин. Атлас конструкций. Под ред. Решетова Д.Н. Москва, «Машиностроение», 1989.
4. Детали машин. Сборник материалов по расчету и конструированию в двух книгах. Под редакцией Ачеркана Н.С. Москва, Машгиз, 1953.
5. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин. Москва, 1978.
6. Иванов М.Н. Детали машин. Москва, «Высшая школа», 1991.
7. Конструирование машин. Справочно-методическое пособие в двух томах. Под редакцией Фролова К.В. Москва, «Машинострое¬ние», 1994.
8. Кудрявцев В.Н. и др. Курсовое проектирование деталей ма-
9. Основы расчета и конструирования деталей летательных ап-
паратов. Под ред. Кестельмана В.Н. Москва, 1989.
10. Справочник машиностроителя, том 4, книги I и II. Под редак¬цией Ачеркана Н.С. Москва, Машгиз, 1963.
11. Трение, изнашивание и смазка. Справочник. Под редакцией Крагельского И.В. и Алисина В.В. Москва, «Машиностроение», 1978.
Параметры цилиндрических косозубых колес. Конструкции и материалы зубчатых колес, их размеры и форма. Конические зубчатые передачи и ее геометрический расчет. Конструкция и расчет червячных передач. Основные достоинства и недостатки червячных передач.
реферат [2,0 M], добавлен 18.01.2009
Условия работоспособности и характерные виды разрушения зубьев. Цилиндрические и конические зубчатые передачи: силы в зацеплении, сопротивление контактной усталости. Характеристика, материалы, тепловой расчет и расчет на прочность червячных передач.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 23.11.2009
Основные элементы, входящие в состав червячной передачи. Форма зубьев червячных колес. Определение передаточного отношения червячной передачи, ее главные достоинства и недостатки. Износостойкость передач, использование алюминиево-железной бронзы.
презентация [239,8 K], добавлен 17.05.2012
Достоинства червячных передач: компактность, плавность, кинематическая точность, самоторможение при обратной передаче движения. Применение шлицевого (зубчатого, пазового) соединения в общемашиностроительных конструкциях. Протягивание и строгание шлицев.
контрольная работа [523,4 K], добавлен 09.09.2012
Редуктор как механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата, его структура и сферы практического применения. Выбор электродвигателя и расчет кинематических параметров привода. Расчет передач редуктора.
курсовая работа [98,8 K], добавлен 15.04.2011
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.
© 2000 — 2020, ООО «Олбест» Все права защищены
Реферат Червячная передача
Курсовая работа: Червячная передача 2 - BestReferat.ru
Червячная передача - реферат, курсовая работа, диплом, 2017
Червячные передачи
Червячные передачи
Русский Язык В Современном Виде Сочинение
Эссе Великая Депрессия
Сочинение Про Отца И Мать
Затраты Дипломная Работа
Реферат На Тему Материалы С Повышенной Твердостью