Определить усилие запрессовки венца червячного колеса на его центр при посадке 160 h7 r6

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Основные параметры зубчатых, червячных колес и червяков (диаметр, ширина, модуль, число зубьев и пр.) определены при проектировании передач. Конструкция колес и червяков зависит главным образом от проектных размеров, материала, способа получения заготовки и масштаба производства.

В таблицах 52-54 даны расчеты конструктивных элементов зубчатых и червячных колес при единичном и мелкосерийном производстве.

Основные конструктивные элементы колеса — обод, ступица и диск (рисунок 24)

Обод воспринимает нагрузку от зубьев и должен быть достаточно прочным и в то же время податливым, чтобы способствовать равномерному распределению нагрузки по длине зуба. Жесткость обода обеспечивает его толщина S .

Ступица служит для соединения колеса с валом и может быть расположена симметрично, несимметрично относительно обода или равна ширине обода (см. рисунки в таблицах 52-54). Это определяется технологическими или конструктивными условиями. Длина ступицы l_СТ должна быть оптимальной, чтобы обеспечить, с одной стороны, устойчивость колеса на валу в плоскости, перпендикулярной оси вала, а с другой — получение заготовок ковкой и нарезание шпоночных пазов методом протягивания.

Диск соединяет обод и ступицу. Его толщина С определяется в зависимости от способа изготовления колеса. Иногда в дисках колес выполняют отверстия, которые используют при транспортировке и обработке колес, а при больших размерах и для уменьшения массы. Диски больших литых колес усиливают ребрами или заменяют спицами.

Рисунок 24 – Конструктивные элементы колеса: а – цилиндрического; б – конического; в – червячного

Острые кромки на торцах ступицы и углах обода притупляют фасками f, размеры которых принимают по таблице 55.

8.1.1 Колёса зубчатые (таблицы 52-53)

В проектируемых приводах колеса редукторов получаются относительно небольших диаметров и их изготовляют из круглого проката или поковок. Большие колеса открытых зубчатых передач изготовляют литьем или составными. Ступицу колес цилиндрических редукторов располагают симметричноотносительно обода, а ступица колес открытых цилиндрических зубчатых передач может быть расположена симметрично и несимметричноотносительно обода. Ступица колес закрытых и открытых передач конического зацепления выступает со стороны большого конуса.

Таблица 52 – Колеса зубчатые цилиндрические: конструкция и размеры, мм

Способ получения заготовки

d, - диаметр ступени вала под шестерню

при соединении шпоночном и с натягом

а)

б)

- оптимальное значение

Продолжение таблицы 52

Толщина

Примечания : 1 При определении длины ступицы l _СТ числовой коэффициент перед d принимают ближе к единице при посадке колеса на вал с натягом и ближе к верхнему пределу — при переходной посадке.

2 На торцах зубьев выполняют фаски размером f = (0,6. 0,7)m с округлением до стандартного значения по таблице 55.

3 Угол фаски α_Ф: на прямозубых колесах α_Ф = 45 0 ; на косозубых колесах при твердости рабочих поверхностей Н 350НВ α_Ф=15 0

Таблица 53 – Колеса зубчатые конические: конструкция и размеры, мм

Способ получения заготовки

в – поковка,

г - штамповка

Диаметр d_ae 120 мм

Продолжение таблицы 53

d, - диаметр ступени вала под шестерню

при соединении шпоночном и с натягом

П р и м е ч а н и я :

1. См. примечание 1 к таблице 52.

2. На торцах зубьев выполняют фаски размером с округлением до стандартного значения по таблице 55.

3. Фаски снимают параллельно оси отверстия колеса.

4. Колеса конструируются со ступицей, выступающей за торец диска со стороны большого конуса; при этом размер К принимается конструктивно.

5. Для шестерни открытой передачи при больших размерах длины зуба b длина ступицы l_СТ принимается конструктивно.

8.1.2 Колеса червячные (таблица 54)

По условиям работы изготовляют составными: центр колеса (ступица с диском) — из стали, реже из серого чугуна, а зубчатый венец (обод) — из антифрикционного материала. При единичном и мелкосерийном производстве зубчатые венцы соединяют с центром колеса посадкой с натягом ( ). При постоянном направлении вращения червячного колеса на наружной поверхности центра предусматривается буртик, и эта форма центра является традиционной (рисунок а, таблица 54). В современных конструкциях для упрощения процесса изготовления венца и центра буртик не делают, обеспечивая посадку венца на центр с натягом (рисунок б, таблица 54). При небольших скоростях скольжения

v ≤ 2 м/с и малых диаметрах колеса его можно изготовить цельнолитым (рисунок в таблица 54).

Таблица 54 – Колеса червячные: конструкция и размеры, мм

а и б – с напрессованным венцом (б – с натягом), в – цельное колесо из чугуна

Примечания. 1 См. примечания к таблице 52. 2 На торцах зубьев выполняют фаски f =0,5 m с округлением до стандартного значения по таблице 55. 3 Угол фаски α_Ф = 45 0 .

Таблица 55 – Стандартные размеры фасок, мм

Диаметры ступицы или обода	Св. 20 до 30	Св. 30 до 40	Св. 40 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 120 до 150	Св. 150 до 250	Св.250 до 500
f	1,0	1,2	1,6	2,0	2,5	3,0	4,0	5,0

8.1.3 Валы-шестерни и червячные валы

2-й способ. При отсутствии 5-й ступени установкой двух распорных втулок на 2-й, 4-й или 3-й ступени вала между обоими торцами ступицы колеса и торцами внутренних колец подшипников или мазеудерживающих колец.

В обоих случаях для гарантии контакта деталей по торцам должны быть предусмотрены зазоры между буртиками 2-й или 3-й ступени вала и торцами втулок.

8.1.5 Регулирование осевого положения колес(регулирование зацепления).

Погрешности изготовления деталей по осевым линейным размерам и погрешности сборки приводят к неточному осевому положению колес в зубчатых и червячных передачах.

В цилиндрических редукторах для компенсации неточности положения колес ширину одного из них делают больше ширины другого (рисунок 26,а). Чтобы избежать неравномерной по ширине выработки, более твердое колесо—шестерню — выполняют большей ширины (таблица 56), и она перекрывает с обеих сторон более мягкое колесо. При этом на увеличение ширины шестерни расходуется меньше металла.

Таблица 56 – Ширина колес цилиндрической передачи

Примечание. b ₁ и b ₂ – соответственно ширина шестерни и колеса.

Точность зацепления конических и червячных пар в проектируемых приводах достигают регулированием посредством осевого перемещения вала с закрепленным на нем колесом. При этом в коническойпаре регулирование достигается взаимным осевым перемещениемвалов шестерни и колеса; в червячной паре — осевым перемещениемвала червячного колеса до точного совмещения средней плоскостизубчатого венца с осью червяка (рисунок 26, б,в). В проектируемыхредукторах регулирование конического и червячного зацепленияпроизводится после регулирования подшипников двумя способами:

1-й способ.Постановка под фланец торцовой крышки или стакана набора металлических прокладок толщиной от 0,1 до 0,8 мм. Суммарную толщину набора определяют при сборке.

Рисунок 26 - Регулирование осевого положения колес в передачах: а — цилиндрической; 6 — конической; в — червячной.

2-й способ.Применение винтов, воздействующих на наружные кольца подшипников непосредственно или через регулировочные шайбы. Этот способ применим для торцовых и врезных крышек и дает возможность производить тонкую регулировку осевого положения колес, вследствие чего его широко применяют в машиностроении.

Регулировочные устройства делают на обоих концах вала со стороны крышки с отверстием и глухой крышки, что дает возможность перемещать вал в двух направлениях. Точность положения конических и червячных колес контролируют расположением пятна контакта, а коническое зацепление — еще совпадением вершин конусов ( рисунок 26, б, в).

Конструирование валов

Конструкция ступеней валов зависит от типа и размеров установленных на них деталей (зубчатых и червячных колес, подшипников, муфт, звездочек, шкивов) и способов закрепления этих деталей в окружном и осевом направлениях. При разработке конструкции вала принимают во внимание технологию сборки и разборки передач, механическую обработку, усталостную

прочность и расход материала при изготовлении. Способы осевого фиксирования колес, элементов открытых передач, муфт и подшипников рассмотрены в соответствующих разделах проектирования валов. Окружное закрепление колес,

элементов открытых передач муфт и подшипников осуществляется посадками, шпоночными соединениями и соединениями с натягом.

Ниже приводятся рекомендации по конструированию посадочных поверхностей ступеней валов, соединенных между собой переходными участками (рисунки 27 - 30).

8.2.1 Переходные участки

Переходный участок вала между двумя смежными ступенями разных диаметров выполняют:

а) галтелью радиуса r (галтель—поверхность плавного перехода от меньшего сечения к большему), снижающей концентрацию напряжений в местах перехода (таблица 57);

б) канавкой ширины b со скруглением для выхода шлифовального круга, которая повышает концентрацию напряжений на переходных участках (таблица 58).

Таблица 56 – Галтели

Таблица 57 – Канавки

Рисунок 27 – Конструкция вала-шестерни цилиндрической:

г) Определить поправку на обмятие микронеровностей u, мкм:

где Ra₁ и Ra₂ - средниеарифметические отклонения профиля микронеровностей посадочных поверхностей отверстия и вала. Они назначаются по таблице 67 в зависимости от предполагаемых квалитетов точности изготовления отверстия и вала.

д) Определить поправку на температурную деформацию Δ _t, мкм.

Температурные деформации следует учитывать при подборе посадки зубчатых венцов червячных колес, которые нагреваются при работе передачи до относительно высоких температур, вследствие чего ослабляется натяг соединения центра и венца колеса:

где t ₁ и t₂ - температуры деталей соединения в процессе работы, °С; α₁ и α₂ - температурные коэффициенты линейного расширения материала деталей (таблица 66).

Таблица 65 – Коэффициент трения f при посадках с натягом

Сборка нагревом - f _Н

Таблица 66 – Коэффициент Пуассона μ, модуль упругости Е, температурный коэффициент линейного расширения α

Материал	μ	Е, Н/мм 2	α,
Сталь	0,3	2,1˖10 5	12 ˖10 6
Чугун	0,25	0,9˖10 5	10 ˖10 6
Оловянистая бронза	0,35	0,8˖10 5	19 ˖10 6
Безоловянистая бронза, латунь	0,35	1,0˖10 5	19 ˖10 6

Таблица 67 – Шероховатость Ra для посадочных поверхностей отверстий и валов при соединении с натягом

Червячная передача получила свое название по ведущей детали, передающей крутящий момент. Ведомая деталь имеет зуб с косой нарезкой. По ободу радиальное занижение поверхности. Это увеличивает линию контакта нити резьбы и зуба.

Оси вращение деталей располагаются под углом. Обычно это 90°, но может быть 45°. Применяется такое расположение деталей в сильно нагруженных тихоходных передачах, со скоростью движения точки на наружной поверхности менее 5 м/сек.

При взаимодействии передачи поверхность резьбы не толкает зубья в направлении вращения, а скользит по эвольвенте, как бы отодвигая ее. В результате возникает сильное трение и нагрев деталей в месте контакта.

Червячная пара должна хорошо смазываться, охлаждаться и обладать антифрикционными свойствами. Материал червяка изменять нельзя, он нарезается из хромистой стали и проходит закалку, шлифовку поверхности резьбы или шугаровку – обработку пластиной с малой глубиной реза. Инструмент скорее продавливает поверхность резьбы, чем режет ее. Создается на верхнем слое наклеп, упрочняющий рабочую поверхность, делающий ее гладкой.

Материал для венца

Венец зубчатого колеса выполняется из относительно мягкого материала с высоким сопротивлением стиранию. В основном применяются оловянные бронзы и латунь. Для низкоскоростных передач с ручным управлением можно делать венец из серого чугуна. В зависимости от скорости вращения зубчатый венец изготавливается из материала:

5 – 25 м/сек – оловянистые бронзы ОФ10-1, ОНФ;
≤ 5 м/сек – Бр.АЖ9-4, алюминиево-железистая бронза;
≤ 2 м/сек – венец может быть из чугуна.

Бронза стоит значительно дороже стали и мягче. Полностью из нее делаются детали, размеры которых в пределах 160 мм. Большие детали вытачиваются из стали и бронзовый на них только венец. Он нагорячо сажается на вал и закрепляется штифтами по линии соединения, чтобы венец не прокручивался. После остывания производится чистовая обработка колеса и нарезается зуб.

Расчет диаметра

Диаметр колеса рассчитывается по средней линии зуба – ширины зуба и впадины равны. Наружный, используемый для изготовления и расчетов радиус, определяется теоретически. После завершения обработки, он находится за пределами фактического обода колеса.

Скольжение происходит по линии делительного диаметра – середина зуба по высоте. Он рассчитывается по формуле:

где d2 — делительный диаметр шестерни; m – модуль; z2 – количество зубьев колеса.

Наружный радиус зуба имеет один центр с осью червяка.

Ширина зубчатого венца

Ширину венца червячного колеса определяют по числу витков винта по формуле:

при Z1 = 1 или 2, b2 = 0.355aw;
если Z1 = 4, то b2 = 0,315aц,

где b2 – ширина венца; 0,315 и 0,355 – расчетный коэффициент; Z1 – количество заходов винтовой резьбы; a – межцентровое расстояние; aw – расстояние с учетом смещения червяка относительно зубчатого колеса.

Расстояние смещения определяет размер зазора между рабочими элементами деталей.

Конструкция изделия

Как известно, червячное колесо — это передача, состоящая из двух звеньев: ведомого и ведущего, которые работают в сцепке. Главным является червяк в виде винта, задающий движение второму элементу — косозубому колесу. Именно по его зубьям скользят витки, располагающиеся на винте. Все вместе это является зубчато-винтовой системой. Чаще всего червячные колеса — составные, это влияет на стоимость, понижая ее.

Червяк является ведущим, и чаще всего обратная передача нереализуема, поскольку

это может вызвать торможение редуктора. Зубья червяка представляют собой продольно-круговые витки.

Архимедовы винты — самый распространенный вид червяков в машиностроении. Этот вариант востребован и прост в изготовлении.

К стандартным вариантам червячных колес в машиностроении относят биметаллическую, бандажированную и болтовую конструкции. Первая часто встречается в серийном производстве.

Расчет передаточного числа червячной передачи

Ведущая деталь, передающая вращение – червяк, не имеет зубьев. На нем нарезается резьба с числом заходов: 1, 2, 4. Червяки с 3 витками ГОСТом не предусмотрены. Их можно рассматривать и рассчитывать только теоретически. При расчете передаточного числа вместо количества зубьев шестерни берется число заходов резьбы.

Рассчитать передаточное число червячной передачи, формула аналогична другим зубчатым зацеплениям:

где U – передаточное число; Z1 – число заходов на червяке; Z2 – количество зубьев на колесе.

Обратная передача крутящего момента от колеса на червячный вал невозможна. Из-за сильного трения зубьев и низкого КПД передачи колесо не может быть ведущим. Это позволяет не делать тормоза в подъемных механизмах. Достаточно регулировать вращение червячного вала.

Расчет передаточного отношения

Величина передаточного отношения червячной передачи рассчитывается по отношению скорости скольжения червяка и вала.

Где V1 – скорость скольжения червяка; V2 – скорость скольжения червячного колеса. Аналогично w1 и w2 угловые скорости; dδ1, dδ2 – диаметры.

Произведя подстановку формул значений скоростей скольжения, и математические сокращения получает формулу передаточного отношения червячной передачи:

Где i – передаточное отношение. В червячном зацеплении оно равно передаточному числу.

Общее определение

Редуктор, как конструкционный элемент, применяется в множестве механизмов. Это технический узел, необходимый для коррекции скорости вращения при передаче движения. Изобретение и распространение редукторов произошло во время развития двигателей разного типа. Это объясняется тем, что появилась необходимость превращать высокую оборотную скорость в усилие крутящего момента, или же наоборот. Для различных целей существует множество разновидностей редукторов, выбор которых играет важнейшую роль для нормального функционирования механизмов.

Передаточное число – это основной параметр, который характеризует различные модели редукторов. Оно зависит от типа, параметров и ступеней шестерен.

Передаточное отношение редуктора обозначается мультипликатором, который свидетельствует о типе механизма: понижающий он, или понижающий. Понижающие передаточные редукторы имеют мультипликатор больше 1, редуктор с передаточным числом менее 1 называется повышающим.

В автомобилях редуктора используются для перенаправления силового импульса на колеса с коробки передач, причем всегда скорость вращения снижается. Передаточное число — показатель того, во сколько раз скорость уменьшится. Если передаточное число равняется 4 — это означает, что крутящий момент, передающийся с редуктора на ось, в 4 раза меньше, чем скорость вращения трансмиссии.

Обычно такой механизм устанавливается на ведущую ось, если автомобиль является полноприводным, то устанавливаются два, по одному на каждую ось.

Редуктор не обязательно должен строго соответствовать установленным заводским параметрам, в некоторых случаях при поломке можно заменить на новый узел с меньшим или большим передаточным числом. Как проверить, какой механизм подойдет? Обычно можно делать замену на модели, в которых номинальное передаточное число отличаются не более чем на 0,5 в большую или меньшую сторону. Если взять, к примеру, редукторы автомобилей ВАЗ, есть возможность устанавливать 4 модели. Соответственно скорость работы редуктора уменьшается при увеличении передаточного числа.

Поэтому скорость автомобиля напрямую зависит от скорости работы редуктора, и с помощью замены этого узла можно сделать свой автомобиль более шустрым, например, поставив узел с передаточным числом 20.

Если автомобиль используется для грузовых перевозок, езды по пересеченной местности, рекомендуется устанавливать модель с более низким передаточным числом. Это добавит мощности на ось, несмотря на уменьшение скорости.

При замене узла на модель с большим или меньшим числом, стоит позаботиться о правильной работе спидометра. Так как очень часто он начинает показывать некорректные показатели. Нужно либо заменить тросик, при серьезном сбое, либо просто отрегулировать спидометр.

Что удивительно, при замене редуктора, снять старый и установить новый это самое простое, сложнее всего все правильно отрегулировать и настроить, чтобы общее передаточное число соответствовало необходимым параметрам. Если это не удастся, то даже самый качественный редуктор может быстро выйти из строя.

Классификация

По направлению витка передачи в большинстве своем бывают правыми. Иногда встречается левое направление нити.

Червячные зацепления классифицируются по форме наружной поверхности червяка:

Вогнутая поверхность ведущей детали увеличивает количество зубьев, находящихся одновременно в зацеплении. В результате возрастает КПД и мощность передачи. Недостаток глобоидных червяков в сложности изготовления. Витки должны быть одинаковой высоты при вогнутой наружной поверхности.

По форме нити резьбы различают червяки:

архимедов;
конволютный;
нелинейный.

Архимедов червяк отличается прямой в сечении эвольвентой. У конволютного конфигурация выпуклая, близкая к форме обычной шестерни. Нелинейные профили имеют выпуклую и вогнутую поверхность.

Зубчатое колесо имеет зуб наклонный обратной конфигурации, по форме совпадающий с впадиной между нитями.

Расположение червяка относительно колеса может быть:

Верхнее оптимально подходит для скоростных передач. Боковое наиболее компактное. При картерном способе смазки – масло находится в поддоне и нижняя деталь, вращаясь, смазывает остальные, удобнее нижнее расположение червяка.

Червячные колеса относятся к косозубым. Оси деталей располагаются обычно под углом 90°. В сильно нагруженных механизмах угол может быть 45°.

Зубчатые колеса по профилю зуба делят:

По типу они могут быть:

с непрерывным вращением – полные;
зубчатый сектор.

Сектор может быть разной величины, от половины круга, до рабочей длины короче червяка.

Достоинства и недостатки

Особенностью червячной передачи является наличие тормозящего момента и большой интервал передаточных чисел и крутящего момента. К положительным характеристикам относятся:

передаточное число в пределах 8–100;
работает тихо;
начало вращения и остановка происходят плавно;
высокая точность перемещений;
возможность смещения на малую величину;
компактность узла;
самотормозящая передача.

Передача движения в паре червяк и червячное колесо возможна только в одном направлении. При попытке ведомой детали провернуться, возникает тормозящий момент. Это используют в приводе поворота и подъемных механизмах.

Основной недостаток в потерях мощности, связанных с большим трением. Это приводит к быстрому износу деталей, особенно колеса. К недостаткам относятся:

низкий КПД;
трение;
сильный нагрев;
изготовление венца из дорогих материалов;
частое заедание;
быстрое изнашивание;
постоянная регулировка зацепления подтягиванием червяка;
сложное изготовление.

Червячное зацепление требует высокой точности изготовления винтового зацепления и чистоты обработки. Передача не переносит попадание в рабочую зону пыли и другого мусора. Требует интенсивной смазки и охлаждения.

Применение

Если говорить об автомобильной промышленности, то данная передача чаще всего ставится на троллейбусы. Кроме этого, она широко востребована в промышленной отрасли. Червячная передача используется во многих станках и подъемно-транспортных машинах. Как правило, область применения данного устройства ограничивается устройствами с номинальной мощностью менее 100 кВт. На более мощных инструментах она не применяется из-за низкого КПД и частых нагревов во время эксплуатации, что требовало бы использования дополнительных систем охлаждения.

Применение механизма

Червячный механизм способен при малых габаритах заменить многоступенчатый редуктор. Его передаточное число определяется значением 100, в отдельных узлах может быть значительно больше.

Применение червячной передачи целесообразно в механизмах, требующих высокой точности при небольшой скорости:

червячные редуктора;
в подъемниках;
лифтах;
лебедках;
рулевых механизмах;
точная доводка положения инструмента в станках;
корректировка в ЧПУ;
приборах.

В основном используется самоторможение и точность перемещения.

Формы и виды

Винты подразделяются на левые и правые, в зависимости от расположения и направления витков. В первом случае винт выкручивается, выполняя движение по часовой стрелке. Во втором случае, двигаясь в том же направлении, винт вкручивается. Эти изменения можно заметить при отслеживании движения с торца винта.

Винт может иметь один или много витков (гребней), которые, в зависимости от количества, размещены на винтовой линии, располагающейся на делительном цилиндре. Это характеризует число заходов винта.

Червяк может находиться сверху, внизу или сбоку от колеса, изменяя таким образом форму передачи.

Вал червячного колеса может иметь горизонтальное или вертикальное расположение.

Также может различаться поверхность и профиль резьбы винта, при этом возможно несколько вариантов передачи, в каждом из которых свой способ нарезания (с конволютным, эвольвентным, архимедовым винтом).

Кроме того, в червячных колесах возможны различия, в зависимости от формы поверхности винта, на которой образуется его резьба (цилиндрический или глобоидный винт). Во втором случае передача обладает более высоким коэффициентом полезного действия, но является непростой при создании и выпуске, отличительная черта образования — дуга окружности. В первом варианте отличительной чертой является прямая линия, которая образует делительную поверхность.

Червячное колесо — это основная часть червячной передачи, в которую входят колесо и винт. Эти два звена являются червячной парой, которая взаимодействует друг с другом по принципу винтовой. На ее основе изготавливаются редукторы. Изделие имеет низкий коэффициент полезного действия, но является простым в изготовлении и применении.

Мы рассмотрели, что представляет собой червячное колесо, выделили основные преимущества и недостатки, указали материалы производства и сферу применения.

Червячная передача является небольшим зубчато-винтовым механизмом, который осуществляет движение по принципу винтовой пары. Данное устройство применяется для передачи усилий вращательного движения между валами, угол скрещивания которых составляет 90 градусов.

Нарезание червячных колес

При проектировании создается модель червячного колеса. По ней легко определится со способом нарезки:

Торцевой требует инструмента, в точности повторяющего червяк. Дает хорошую точность и чистоту обработки. Фрезу выставлять сложно, необходимо, чтобы в конце обработки она имела положение относительно колеса, в точности соответствующее червяку.

Нарезка зубьев на венце

По наружному диаметру червячное колесо имеет полукруглое углубление. Это позволяет лучше прилегать деталям по эвольвенте и смещать ось, увеличивая площадь контакта. Центр радиуса углубления должен совпадать с осью червяка.

Фрезы для нарезания червячного колеса должны быть с таким же наружным диаметром, как червяк. Внешне она повторяет форму ведущей детали, только вместо непрерывной линии резьбы ряды резцов. Режущая пластина по форме точно повторяет нитку резьбы, но шире нее на размер зазора. В результате конфигурация ответной детали – червячного колеса, точно повторяет формы резьбы, впадины совпадают с выступами нитей.

Фреза выставляется в плоскости оси червяка, касаясь его поверхности. Зубчатый венец вращается вокруг вертикальной оправки или собственного вала, обеспечивая тангенциальную подачу наружной поверхности относительно оси режущего инструмента. Нарезка червячных колес происходит при синхронном движении инструмента и детали, вращающихся вокруг своих осей. Отношение скорости вращения определяется передаточным числом. С каждым оборотом венец придвигается ближе к вращающейся фрезе.

Подача режущего инструмента возможна снизу и сверху. Но в большинстве случаев используют радиальную нарезку, как наиболее удобную и точную.

3.3.2. Подбор подшипников для вала червячного колеса.

Для вала червячного колеса примем подшипники роликовые конические 7208 легкой серии. Схема установки подшипников – враспор. Из таблицы 19.24 [4] выписываем: d = 40 мм, D = 80 мм, Т = 19.25 мм, e = 0.38. Расстояние между заплечиками вала по компоновочной схеме l_T= 80 мм. Тогда расстояние между широкими торцами наружных колец подшипников:

l_П = l_Т + 2Т = 80 + 2×19.25 = 118.25 (мм)

Смещение точки приложения радиальной реакции от торца подшипника:

Искомое расстояние l₃ равно:

Другие линейные размеры, необходимые для определения реакций, берем по компоновочной схеме: l₁ = мм, l₂ = 104 мм, d₁ = 50 мм, l₄ = мм, l₅ = мм, d₂ = 200 мм.

4. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ ЧЕРВЯКА И ЧЕРВЯЧНОГО КОЛЕСА.

4.1. Размеры червяка.

Червяк выполняем за одно целое с валом. Размеры вала и червяка были определены ранее, поэтому только выпишем их для удобного дальнейшего использования:

- диаметр делительной окружности d₁ = 50 мм;

- диаметр вершин d_a1 = 60 мм;

- диаметр впадин d_f1 = 38 мм;

- длина нарезанной части червяка b₁ = 67 мм;

- диаметр вала d_бп1 = 30 мм.

4.2. Расчет конструктивных размеров червячного колеса.

Все расчеты в данном пункте ведем в соответствии с методикой приведенной в [4] §6 главе 4.

Основные геометрические размеры червячного колеса были нами определены ранее. Для удобства дальнейшего использования выпишем их:

- диаметр делительной окружности d₂ = 200 мм;

- диаметр вершин d_a2 = 210 мм;

- диаметр впадин d_f2 = 188 мм;

- ширина венца червячного колеса b₂ = 45 мм;

- диаметр отверстия под вал d = 48 мм;

- диаметр ступицы червячного колеса d_ст2 = 76 мм;

- длина ступицы червячного колеса l_ст2 = 60 мм.

Колесо конструируем отдельно от вала. Изготовим червячное колесо составным (рис.4.1.): центр колеса из серого чугуна, зубчатый венец – из бронзы БрА9ЖЗЛ. Соединим зубчатый венец с центром посадкой с натягом. Так как у нас направление вращения постоянное, то на наружной поверхности центра сделаем буртик. Такая форма центра является традиционной. Однако наличие буртика усложнит изготовление и центра, и венца.

Червячное колесо вращается с небольшой скоростью, поэтому нерабочие поверхности обода, диска, ступицы колеса оставляем необработанными и делаем конусными с большими радиусами закруглений.

В зависимости от диаметра отверстия червячного колеса принимаем стандартное значение фасок по таблице 4.1 из [4], то есть f = 1.6 мм

Рассчитаем основные конструктивные элементы колеса:

t = 0.8h = 0.8×7 = 5.6 (мм);

5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОРПУСА РЕДУКТОРА.

5.1. Конструирование корпуса.

Конструкцию корпуса червячного редуктора принимаем по рис.11.15 из [4]. Для червячного редуктора с межосевым расстоянием меньшим 160 мм рекомендуется неразъемный корпус с двумя окнами на боковых стенках, через которые при сборке вводят внутрь корпуса комплект вала с червячным колесом.

Боковые крышки корпуса центрируем по переходной посадке и крепим к корпусу болтами. Диаметры болтов принимаем по формуле:

где Т – вращающий момент на тихоходном валу, Н×м.

принимаем М8, число болтов z = 8.

Для удобства сборки диаметр D отверстия окна выполняем на величину 2С = 4 мм больше максимального диаметра колеса d_ам2 = 210 мм. Чтобы добиться необходимой жесткости, боковые крышки выполняем с высокими центрирующими буртиками (Н). Соединение крышек с корпусом уплотняем резиновыми кольцами круглого сечения.

Толщина стенки корпуса:

принимаем d = 8 мм.

Диаметр отверстия под крышку D = d_ам2 + 2С = 210 + 4 = 214 (мм)

Размеры конструктивных элементов крышек: С = 2 мм, D = 214 мм,

D_к = D + (4…4.4)d = 214 + (4…4.4)×8 = 246…250 (мм),

примем D_к равным 248 мм;

D_ф = D_к + 4 мм = 248 мм + 4 мм =252 мм;

Н ³ 0.1×D_к = 0.1×248 = 24.8 (мм).

Примем Н равным 30 мм.

Размер h_p = 163 мм.

Диаметр d_ф болтов для крепления редуктора к плите:

d_ф = 1.25d = 1.25×8 = 10 (мм),

Принимаем М10, число болтов – 4.

Диаметр отверстия для болта d₀ = 12 мм (по таблице 11.11 из [4]).

Толщина лапы – 15 мм.

Высота ниши h₀ = 2.5(d_ф + d) = 2.5(10 + 8) = 45 (мм)

Глубина ниши – 24 мм.

Ширина опорной поверхности – 32 мм.

Раздел: Металлургия
Количество знаков с пробелами: 36159
Количество таблиц: 12
Количество изображений: 3