Лабораторно-практична робота "Визначення геометричних розмірів черв’ячної передачі»

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Новоград-Волинський промислово-економічний технікум

(НВПФК)

 

 

 

 

 

 

 

Методичні рекомендації

до виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни «Технічна механіка»

по темі: «Визначення геометричних розмірів черв’ячної передачі» для студентів спеціальності

 «Технічне обслуговування і ремонт устаткування підприємств машинобудування»

131 «Прикладна механіка»

 

 

 

 

 

 

 

Новоград-Волинський

2020

 

 

Укладач: Гичко А.В., викладач Новоград-Волинського промислово-економічного технікуму.

 

 

Рецензенти: В. С. Середюк – викладач методист Новоград-Волинського промислово-економічного технікуму.

                     О. Б. Стрижилецький – викладач першої категорії Новоград-Волинського промислово-економічного технікуму.

 

 

 

 

 

 

 

Розглянуто та схвалено

на засіданні циклової комісії

загально-технічних та

спеціальних дисциплін

Протокол № _____

від  «___» _________ 2020 р.

 

Голова циклової комісії  _______ О. С. Фютак

Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи призначені для студентів, які вивчають дисципліни «Основи технічної механіки» та «Технічна механіка».

 

 

Лабораторна робота

Тема: Визначення геометричних розмірів черв’ячної передачі.

Мета: ознайомитися з конструкцією черв'ячного редуктора і його деталей; визначити головні розміри деталей; проаналізувати компонувальну схему і призначення всіх деталей черв'ячного редуктора.

Студенти повинні

Знати: матеріал конспекту та додаткової літератури. Способи регулювання зачеплення черв’ячної  пари.

Вміти: визначати основні параметри черв’ячної пари методом вимірів та розрахунків. 
     Устаткування i обладнання: для виконання даної роботи необхiдно мати:
черв’ячний редуктор, набiр гайкових ключiв, викрутки, молоток, масштабну лiнiйку, штангенциркуль. редуктора.

Теоретичне обґрунтування:

Черв’ячні передачі являють собою зубчасто - гвинтові передачі, які зберігають у своїй конструкції властивості зубчастих і гвинтових передач. Їх використовують для передачі обертового руху між валами, осі яких мимобіжні у просторі і утворюють прямий кут. У цих передачах гвинтом є черв’як, а гайкою – черв’ячне колесо.

Отримана таким чином передача зображена на мал.1.

Редуктор черв'ячний (рис. 2) складається з корпусу 1; кришки корпусу 2; зубчастого черв'ячного колеса 3; черв'яка, виконаного разом із швидкохідним валом 4; тихохідного валу 5; кришки підшипників швидкохідного валу з чепцевими ущільненнями 6, 7 і тихохідного валу 8,9.

Рисунок 1. Спрощене зображення черв’ячної передачі:

1 – черв’як, 2 – черв’ячне колесо

Для огляду зачеплення і заливання мастила в редукторі передбачене оглядове вікно, що закривається кришкою 10, у якій монтується душник 11. Кришка кріпиться до кришки корпусу гвинтами 19. Злив мастила здійснюється через різьбовий отвір, що закривається пробкою 12. Рівень мастила контролюється масловказівником 13.

Рисунок 2. – Будова черв’ячного редуктора.

Залежно від форми зовнішньої поверхні черв’яка розрізняють передачі із циліндричним (мал. 3 а) і глобоїдним черв’яком (мал. 3 б). Глобоїдна передача має підвищений ККД, вона більш надійна та довговічна, але складна у виготовлені, тому використовується досить рідко.

Малюнок 3. – Форми зовнішніх зачеплень черв’яка.

Залежно від напрямку лінії витка черв’яка черв’яні передачі бувають з правим та лівим напрямком лінії витка.

Залежно від числа витків (заходів різьби) черв’яка передачі бувають з одновитковим або багатовитковим черв’яком.

Залежно від розміщення черв’яка відносно колеса передачі бувають з нижнім, боковим та верхніми черв’яками.

Залежно твід конструктивного оформлення передачі бувають відкриті та закриті, які працюють у спеціальному корпусі з використанням достатнього змащування.

Залежно від форми гвинтової поверхні різьби циліндричного черв’яка передачі бувають з архімедовим, конволютним та евольвентним черв’яками.

Згідно зі стандартом черв’яки позначаються так: архімедовий (черв’як ZA), конвалютний (черв’як ZN), евольвентний (черв’як ZI).    

Порівняно з іншими механічними передачами черв’ячні передачі мають такі переваги:

– плавність та безшумність роботи при високих швидкостях;

– достатньо висока надійність та простота догляду в експлуатації;

– малі габаритні розміри при великому передаточному числі і т.д.

До недоліків належать:

– порівняно невисокий КПД (0,7-0,85);

– потреба використання для черв’ячного колеса дорогих антифрикційних матеріалів;

– низька несуча здатність у порівнянні з зубчастими передачами.

Завдання:

Визначити основні параметри черв’ячного редуктора з верхнім (нижнім) розташуванням черв’яка.

Провести замір: діаметра вершини зубів черв’яка та черв’ячного колеса, осьовий крок черв’яка, довжину нарізної частини черв’яка, ширину черв’ячного колеса.

Провести розрахунки: міжосьової відстані, передаточного числа, осьового модуля, ділильного діаметра черв’яка та черв’ячного колеса, коефіцієнт діаметра черв’яка, кут підйому витка гвинтової лінії, діаметр впадин зубів черв’яка та черв’ячного колеса, розрахункове значення коефіцієнта корисної дії.

План роботи:

1. Ознайомлення з правилами техніки безпеки.

2. Перевірка основних знань, понять, законів необхідних для засвоєння матеріалу згідно навчальної програми.

3. Перевірка підготовки і ознайомлення з вимогами до виконання лабораторної роботи.

4. Самостійне виконання завдань згідно інструкції.

5. Оформлення і складання звіту про виконану роботу.

6. Підсумки завдання.

7. Приведення в порядок робочого місця.

Порядок виконання роботи:

1. Провести зовнiшнiй огляд редуктора. Звiрити вiдповiднiсть редуктора i креслення.

2. Вивчити констрткцiю корпусу, призначення деталей (з назвами деталей ознайомитись по специфiкацiї креслення) намiтити план розбирання редуктора.

 

Малюнок 4. – Основні геометричні параметри передачі.

Рисунок 5. – Основні параметри зачеплення.

3. Відкрутити кріпильні елементи кришки корпусу і кришок підшипникових вузлів, зняти кришки і ознайомитися з внутрішньою будовою редуктора. Особливу увагу звернути на спосіб регулювання підшипників і правильність регулювання зачеплення черв’ячної пари.

4. Вийняти черв’ячне колесо редуктора разом з валом, а також черв’як з деталями на ньому (деталі і підшипники з валів не знімати).

5. Ознайомитися з конструкцією колеса і черв’яка. Шляхом вимірювання і розрахунків визначити їх розміри та параметри. Результати занести в таблицю. Параметри черв’ячної пари, регламентовані стандартом, звірити з ГОСТ 2144-81. Значення міжосьової відстані aw (додаток 1), коефіцієнта діаметра черв’яка q (додаток 2) та модуль колеса (додаток3), скоригувати з табличними значеннями.

6. Виконати кінематичну схему редуктора і ескізи елементів зачеплення у відповідності з ГОСТ 50891-96.

7. Виконати збірку редуктора у зворотній послідовності.

8. Перевірити плавність повертання валів редуктора.

Звіт про роботу:

1.  Вказати: основні параметри і розміри дослідного редуктора.

2. Замалювати ескізи черв’яка і черв’ячного колеса, кінематична схема редуктора.

3. Зробити висновок про виконану роботу.

Таблиця 1. – Визначення основних параметрів передачі.

Назва, величина і розмірність	Позначення	Спосіб визначення	Значення величини
Міжосьова відстань, мм.	ɑω
Число зубів колеса.	Z2	Обрахувати
Число заходів черв’яка.	Z1	Обрахувати
Передаточне число.	U	U =
Діаметр вершин зубів черв’яка, мм.	da1	Виміряти
Діаметр вершин зубів колеса, мм.	da2	Виміряти
Осьовий крок черв’яка, мм.	P	Виміряти
Осьовий модуль, мм.	m	m =
Ділильний діаметр черв’яка, мм.	D1	D1 = da1 – 2 · m
Ділильний діаметр колеса, мм.	D2	D2 = Z2 · m
Коефіцієнт діаметра черв’яка.	q	q =

 

Продовження таблиці 1.
Кут підйому витка гвинтової лінії, град.	γ	γ = arctg (Z1 · q)
Діаметр впадин зубів черв’яка, мм.	df1	df1 = D1 -2,4 · m
Діаметр впадин зубів колеса, мм.	df2	df2 = D2 -2,4 · m
Довжина нарізної частини черв’яка, мм.	b1	Виміряти
Ширина вінця колеса, мм.	b2	Виміряти
Розрахункове значення коефіцієнта корисної дії.	η	η =

 

Контрольні запитання:

1. Вкажіть, які види черв’ячних редукторів Ви знаєте?

2. Охарактеризуйте кінематику та коефіцієнт корисної дії черв’ячної передачі?

3. Назвіть матеріали черв’ячних передач?

4. Якими є основні параметри циліндричних черв’яків і залежності для їх визначення?

5. Якими є основні параметри черв’ячних коліс і залежності для їх визначення?

6. Як визначити швидкість ковзання черв’ячної передачі? 

 

Критерії оцінювання

 

При оцінюванні рівня володіння студентами практичними вміннями та навичками  під час виконання фронтальних лабораторних робіт, експериментальних задач, робіт фізичного практикуму враховуються знання алгоритмів спостереження, етапів проведення дослідження (планування дослідів чи спостережень, збирання установки за схемою; проведення дослідження, знімання показників з приладів), оформлення результатів дослідження - складання таблиць, побудова графіків тощо; обчислювання похибок вимірювання (за потребою), обґрунтування висновків проведеного експерименту чи спостереження.

Рівні складності лабораторних робіт можуть задаватися:

• через зміст та кількість додаткових завдань і запитань відповідно до теми роботи;
• через різний рівень самостійності виконання роботи (при постійній допомозі викладача, виконання за зразком, докладною або скороченою інструкцією, без інструкції);
• організацією нестандартних ситуацій (формулювання студентом мети роботи, складання ним особистого плану роботи, обґрунтування його, визначення приладів та матеріалів, потрібних для її виконання, самостійне виконання роботи та оцінка її результатів).

Обов'язковим при оцінюванні є врахування дотримання студентами правил техніки безпеки під час виконання фронтальних лабораторних робіт чи робіт фізичного практикуму.

Таблиця 1 – Критерії оцінювання.

Початковий рівень (1‑3 бали)	Оцінка 2	Студент (студентка) називає прилади та їх призначення, демонструє вміння користуватися окремими з них, може скласти схему досліду лише з допомогою викладача, виконує частину роботи без належного оформлення
Середній рівень (4‑ 6 балів)	Оцінка 3	Студент (студентка) виконує роботу за зразком (інструкцією) або з допомогою викладача, результат роботи студента дає можливість зробити правильні висновки або їх частину, під час виконання та оформлення роботи допущені помилки
Достатній рівень (7‑ 9 балів)	Оцінка 4	Студент (студентка) самостійно монтує необхідне обладнання, виконує роботу в повному обсязі з дотриманням необхідної послідовності проведення дослідів та вимірювань. У звіті правильно й акуратно виконує записи, таблиці, схеми, графіки, розрахунки, самостійно робить висновок
Високий рівень (10‑12 балів)	Оцінка 5	Студент (студентка) виконує всі вимоги, передбачені для достатнього рівня, визначає характеристики приладів і установок, здійснює грамотну обробку результатів, розраховує похибки (якщо потребує завдання), аналізує та обґрунтовує отримані висновки дослідження, тлумачить похибки проведеного експерименту чи спостереження.  Більш високим рівнем вважається виконання роботи за самостійно складеним оригінальним планом або установкою, їх обґрунтування

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДОДАТКИ

 

Таблиця 1 – Коефіцієнт діаметра черв’яка.                        додаток 1

№ ряду	Коефіцієнт діаметра черв’яка
1	6.3	8	10	12.5	16	20	25
2	7.1	9	11.2	14	18	-	-

Перевага надається першому ряду.

 

Таблиця 2 – Модуль черв’ячного зачеплення.                   додаток 2

№ ряду	Модуль зачеплення
1	1.25	1.6	2.0	2.5	3.15	4.0	5.0	6.3	8.0	10.0	12.5	16.0
2	1.5	3.0	3.5	6.0	7.0	12.0	-	-	-	-	-	-

Перевага надається першому ряду.

 

Таблиця 3 – Міжосьова відстань.                                      додаток 3

№ ряду	Міжосьова відстань
1	40	50	63	80	100	125	160	200
	250	315	400	500	630	800	-	-
2	71	90	112	140	180	224	280	355
	450	560	710	900	-	-	-	-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рекомендовані джерела інформації

1. Федуліна А. І. Теоретична механіка. – К.: Вища шк., 2005. –  318 с.

2. Аркуша А. І., Фролов М. І. Технічна механіка. – М.: Вища шк., 1983– 445 с.

3. Коновалюк Д. М., Ковальчук Р. М. Деталі машин. – К.:Кондор, 2004- 575 с.

5.  Куклин  Н.Г.,Куклина Г.С. " Детали машин" М.: Высшая школа, 1979.-310с.

6. Мархель І.І. “Деталі машин”-К.:Алерта,2005.-368с.