Визначення коефіцієнта корисної дії черв’ячного редуктора

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Мета роботи: визначення коефіцієнта корисної дії (ККД) черв’ячного редуктора дослідним шляхом і зіставлення отриманих результатів із значеннями, розрахованими за рекомендованими залежностями.

Черв’ячна передача рис. 3.1. складається із черв’яка і черв’ячного колеса. Черв’ячні передачі відносяться до зубчасто-гвинтових передач, які мають характерні риси зубчастих і гвинтових передач.

Рис. 3.1

Позитивна якість черв’ячних передач: велике передаточне відношення, плавність і безшумність роботи, підвищена точність; можливість самогальмування.

Недоліки більшості черв’ячних передач: низький коефіцієнт корисної дії, необхідність застосування для черв’ячного колеса дорогих антифрикційних матеріалів; підвищений знос; схильність до затинання; підвищення вимоги до точності збирання.

Черв’ячні передачі внаслідок відносно низького ККД застосовують для невеликих і середніх потужностей, як правило, до 50 кВт.

Передаточне число звичайно приймають рівним від 8 до 100, значення осьових модулів вибирають за ГОСТ 19036–73.

Геометричні параметри черв’ячної передачі m – осьовий модуль, m = P/ p.

Різь черв’яка може бути однозахідною і багатозахідною. Число заходів черв’яка z ₁. По стандарту z ₁ = 1; 2; 4. Рекомендують: z ₁ = 4 при періодичному числі u = 8...15; z ₁ = 2 при u = 15…30; z ₁ =1 при u ³ 30.

Ділильний діаметр черв’яка пов’язан із модулем коефіцієнтом діаметра черв’яка g = d ₁ /m. Значення m і g стандартизовані. Найбільш рекомендовані значення:

m = 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5 мм;

g = 8; 10; 12,5; 16; 20.

Кут підйому гвинтової лінії g

.

Ділильний діаметр черв’яка

Діаметр вершин витків черв’яка

Діаметр западини витків черв’яка

Діаметр нарізаної частини черв’яка

Ділильний діаметр колеса

Діаметр вершин зубів колеса

Діаметр западин зубів колеса

Ширина вінця черв’ячного колеса

при

при

Міжосьова відстань

Найбільший діаметр черв’ячного колеса

Передаточне відношення

Як було сказано вище, черв’ячна передача відноситься до зубчато-гвинтових, тому утрати в ній складаються із утрат в зубчастій передачі і в передачі гвинт-гайка. В загальному випадку ККД передачі

η = η_п, η_3,η_г ,η_р,

де η_п, η_з,η_г ,η_р – відповідно утрати в підшипниках, зубчастому зачеплені, гвинтовій парі і на розмішування та розбризкування мастила.

При практичних розрахунках і ведучому черв’ячну ККД визначається по аналогії із гвинтовою парою

η = (0,95…0,96)

де коефіцієнт 0,95 приймають для редукторів із радіально-упорними роликопідшипниками і з нижнім розташуваннями черв’яка; 0,96 – для редукторів із кулькопідшипниками і з верхнім розташуванням черв’яка, де (0,95…0,96) – множник, який враховує додаткові збитки на перемішування і розбризкування мастила і на тертя у підшипниках.

Для попередніх підрахунків, коли невідомі g і V _s ККД можливо приймати орієнтовно за слідуючими рекомендаціям

z ₁ : 1 2 4

η: 0,70…0,75; 0,75…0,82; 0,82…0,92

де z ₁ – число заходів черв’яка.

При ведучому черв’яному колесі:

η = tg

– зведений кут тертя; = arctg , = ; a = 20°; f – коефіцієнт тертя; f = 0,06…0,1; – зведений коефіцієнт тертя; g – кут підйому гвинтової лінії гвинта черв’яка;

Значення і – залежать від матеріалу черв’ячної пари, швидкості ковзання, чистоти обробки робочих поверхней зачеплення, а також від якості мастила табл. 3.1.

Менші значення відносяться до передач з вінцем колеса з олов’яної бронзи, більші значення – до передач з вінцем колеса з безолов’яної бронзи, латуні або чавуну.

a – кут зачеплення в нормальному перерізі, a = 20°.

Розрахункова швидкість ковзання визначається за формулою

де d ₁ – ділильний діаметр черв’яка, d ₁ = mq; n ₁ – частота обертання черв’яка, хв^-1

Таблиця 3.1. Коефіцієнти тертя і кути тертя

Швидкість ковзання, м/с
0,01	0,078…0,080	60171…60511
0,10	0,075…0,078	40341…50091
0,25	0,065…0,075	30431…40171
0,5	0,055…0,065	30091…30431
1,0	0,045…0,055	20351…30091
1,5	0,04…0,050	20171…2052
2,0	0,035…0,045	20001…20351
2,5	0,030…0,040	10431…20171
3,0	0,028…0,035	10361…20001
4,0	0,023…0,030	10261…10431
7,0	0,018…0,026	10021…10291
10,0	0,016…0,024	00551…10221
15,0	0,014…0,02	0,481…1,091