Инструкция по выполнению практического занятия
Приступая к выполнению практического занятия, вы должны внимательно прочитать цель работы, ознакомиться с требованиями по выполнению практического занятия, с краткими теоретическими и справочно-информационными материалами по теме практического занятия.
При выполнении практического занятия обучающимися указываются:
- дата выполнения;
- тема;
- цель;
- решение задания (приводятся необходимые формулы, указываются единицы измерения величин, оформляется решение-ответ по задаче).
Порядок выполнения заданий:
1. Выбор числа заходов червяка.
2. Определение числа зубьев колеса.
3. Вычисление частоты вращения вала червяка
4. Определение суммарного числа циклов нагружения зубьев колеса
5. Вычисление предварительного значения скорости скольжения
6. Выбор материалов червяка и червячного колеса.
Учебник Сафонова Г.Г., Артюховская Т.Ю., Ермаков Д.А. Техническая механика, гл 16
Электронная ссылка на учебник: znanium.com, labirint.ru
Электронные ресурсы: detalmach.ru, infourok.ru, studopedia.su
Ответы присылать мне на электронную почту: lepakova68@mail.ru или в ВК
Ваша работа будет оцениваться по пятибалльной системе.
Критерии оценивания практического занятия:
Оценка | Критерии оценивания |
1. Работа оформлена аккуратно, с соблюдением требований. 2. Задание выполнено верно в полном объеме без ошибок | |
1. Работа оформлена с соблюдением требований. 2. Задание выполнено в полном объеме, но с ошибками. | |
1. Работа оформлена с соблюдением требований. 2. Задание выполнено с ошибками, нев полном объеме. | |
1. Работа выполнена не в полном объеме. 2. Нет результатов расчетов. |
Образец решения задачи:
|
Выполнить расчет червячной передачи. Рассчитать передачу одноступенчатого червячного редуктора по данным:
Вращающий момент на валу червячного колеса
Частота вращения вала колеса .
Расчетный ресурс передачи .
Передаточное число редуктора .
Режим нагружения передачи – постоянный. Производство редуктора - крупносерийное. Профиль витков червяка Z1.
Решение.
1. Выбор числа заходов червяка.
Число заходов червяка выбирают в зависимости от передаточного числа (табл.12.1).
Табл. 12.1 |
8…14 | Св. 14…30 | Св. 30 | |
Принимаем .
2. Определение числа зубьев колеса
.
3. Вычисление частоты вращения вала червяка
.
4. Определение суммарного числа циклов нагружения зубьев колеса
.
5. Вычисление предварительного значения скорости скольжения
.
6. Выбор материалов червяка и червячного колеса.
Червяк. Сталь 18ХГТ цементированная и закаленная до твердости поверхности 56…63HRC. Витки шлифованные
Задача для самостоятельного решения:
Рассчитать передачу одноступенчатого червячного редуктора.
Исходные данные:
Вращающий момент на валу червячного колеса
Частота вращения вала колеса .
Расчетный ресурс передачи .
Передаточное число редуктора .
Режим нагружения передачи – постоянный. Производство редуктора - крупносерийное. Профиль витков червяка Z1.
Краткие теоретические и справочно-информационные материалы по теме:
Червячные передачи применяют в случаях, когда геометрические оси ведущего и ведомого валов перекрещиваются (обычно под прямым углом). По форме червяка различают передачи с цилиндрическими и с глобоидными (вогнутыми) червяками. Первые, в свою очередь, подразделяются на передачи с архимедовыми, конволютными и эвольвентными червяками. Здесь рассмотрены только передачи с архимедовыми червяками (в осевом сечении профиль витка трапецеидальный; в торцовом сечении витки очерчены архимедовой спиралью). Червячные передачи выполняют в виде редукторов, реже открытыми.
|
Передаточное отношение червячной передачи: , где Z 2 - число зубьев червячного колеса; Z 1 -число витков (заходов) червяка.
По ГОСТ 2144 - 76 (передачи червячные цилиндрические) предусмотрено два ряда передаточных чисел u в пределах 8-80, осуществляемых при Z 1 = 1, 2 или 4 (червяки с Z 1 = 3 в ГОСТ не включены) и Z 2 = 30 - 80:
1-й ряд: 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80;
2-й ряд: 9; 11,2; 14; 18; 22,4; 28; 35,5; 45; 56; 71.
Первый ряд следует предпочитать второму. Отклонение фактического u от стандартного допускается не более 4%.
С увеличением числа витков Z 1 возрастает угол подъема витка червяка и повышается КПД передачи. Применение однозаходных червяков без крайней необходимости не рекомендуется. Рекомендуют назначать: Z 1= 4 при u =8-15, Z 1=2 при u =15-30 и Z 1 = 1 при u > 30.
В ряде случаев целесообразно провести параллельно два расчета передачи при разных числах зубьев колеса и заходов червяка и затем уже, исходя из полученных габаритов и КПД передачи, выбрать оптимальный вариант. Например, при u = 16 следует произвести расчеты, принимая Z 1 = 2, Z 2 = 32 и Z 1 = 4, Z 2 = 64 (в учебных проектах можно допустить Z 1 = 3 и Z 2 = 48).
Для червяков применяют те же марки сталей, что и для зубчатых колёс. Термообработка червяка зависит от передаваемой им мощности. Улучшение с твёрдостью применяют для передач малой мощности (до 1 кВт) и сравнительно малой длительности работы. Для передач большей мощности при длительной их работе с целью повышения КПД применяют закалку до , шлифование и полирование витков червяка.
|
Материалы для червячных колёс условно сведём в следующие три группы: Группа 1. Оловянные бронзы, применяемые при скорости скольжения червяка по колесу м/c.
Группа 2. Безоловянные бронзы и латуни, применяемые при скорости скольжения VS = 2...5 м/c.
Группа 3. Мягкие серые чугуны, применяемые при скорости скольжения VS < 2м/c.
Так как выбор материала для колеса связан со скоростью скольжения, определяют предварительно ожидаемую скорость скольжения
Определение допускаемых напряжений
Допускаемые контактные напряжения для материалов:
Группа 1. N - общее число циклов перемены напряжений
где Lh - время работы передачи, ч.
Если по расчету , принимают
Коэффициент долговечности
Коэффициент Cv учитывает интенсивность изнашивания зубьев. Его принимают в зависимости от скорости скольжения VS (м/с):
VS | ||||
Cv | 0,95 | 0,88 | 0,83 | 0,8 |
или по формуле
.
- допускаемое напряжение при числе циклов перемены напряжений, равном 107:
Коэффициент 0,75 - для червяков при ; 0,9 - для червяков при ; принимают по таблице 3.1.
Допускаемые контактные напряжения
Группа 2. Н/мм2 для червяков при ; H/мм2 для червяков при .
Допускаемые контактные напряжения
Группа 3. Допускаемые контактные напряжения
Допускаемые напряжения изгиба.
N - общее число циклов нагружений. Определяется по формуле
Коэффициент долговечности
- исходное допускаемое напряжение изгиба.
Для материалов 1 и 2 групп
для 3 группы
Допускаемое напряжение изгиба