Beregning af modulet på et cylindrisk maskedrev. Worm gear

Princippet om drift og anvendelsesområde.  Worm gear (figur 11.19) refererer til gear med indbyrdes akselaksler. Krydsningsvinklen er normalt 90 °. Bevægelse i ormgear konverteres i henhold til princippet om et skruepar eller princippet om et skråt plan. Et orm gear består af en skrue, kaldet en orm (Figur 11.20), og et gear, kaldet et ormhjul (Figur 11.22). Når ormen roterer rundt om sin akse, bevæger bevægerne sig langs den cylindriske overflade, der danner den, og ormhjulet roterer. Ormen og ormen hjulet er lavet ved at skære tænder ved hjælp af et specielt værktøj fra hele emner. I ormhjulet, som i gearet, er der diametre af skillesylinderne (Figur 11.19): d 1 - Ormenes diameter, d 2 -  stigningsdiameter på ormhjulet. Punktet for tonehøjdediametre kaldes forlovelsespolen.

Figur 11.19 - Ordning af snekkegearet.

Fordele ved ormgear:

1. Muligheden for at opnå et stort gearforhold i et trin (i= 8 – 200).

2. Glat og stille drift.

3. Kompaktitet (lille størrelse).

4. Bremsning (manglende evne til at overføre drejningsmoment fra ormhjulet til ormen).

5. Dampegenskaber reducerer maskinvibrationer.

Ulemperne ved ormgear:

1. Betydende friktion i indgrebsområdet.

2. Varmeoverførsel.

3. Lav effektivitet.

Worm gears bruges i enheder med begrænset effekt (normalt op til 50 kW).

Figur 11.20 - Orme.

Worm gears bruges i mekanismerne til at dele og fodergreb skæremaskiner, langsgående fræsemaskiner, dybe kedelige maskiner, løfte- og trækkraft, hejsevogne, lasthæve mekanismer, bomme og dreje bil og jernbane kraner, gravemaskiner, elevatorer, trolley busser og andre maskiner.

Orme. Ifølge formen af ​​overfladen, på hvilken tråden er skåret, er der cylindriske (figur 11.20, a) og globoid (figur 11.20, b) orme. Formen på trådprofilen er lige (Figur 11.21, a) og buet (Figur 11.21, b) med en profil i aksial sektion. Mere almindeligt anvendte cylindriske orme. I orme med en lige profil i den aksiale sektion i endeafsnittet er spolerne skitseret af en arkimedisk spiral, derfor kaldes arkimedes en orm, der ligner en trapezformet skrue.

Involute orme har en involveret profil i endeafsnittet og svarer derfor til spiralformede involverede hjul, hvor antallet af tænder er lig med antallet af ormens besøg. De vigtigste geometriske parametre for ormen er: = 20 ° er profilvinklen (i aksial sektion for archimedes orm og i den normale del af tanden med skæring af en involveret orm); p -  stigningen af ​​tænderne på ormen og hjulet svarende til banenes cirkler af ormen og hjulet; t =aksialt modul; z 1. -antallet af ormens besøg - maskens diameter koefficient - Hældningsvinkel på helixen ; d 1 =qm -stigningsdiameter (i det følgende se figur 11.21); d a 1 = d 1 + 2 m- fremspringets diameter d fl = d 1 - 2,4m  - diameter af en cirkel af hulrum; b 1 -  længden af ​​snittet af snekken bestemmes af betingelsen om at anvende samtidig gearing af det største antal tænder på hjulet [med z 1  = 1 ... 2 b 1\u003e (11 + 0,06z 2) m  ved z 1 = 4 b 1 ≥(12,5 + 0,09z2) m].

Figur 11.21 - Formen på trådprofilen på ormen og de vigtigste geometriske parametre

hvilket betyder m  og q  standardiseret.

Worm hjul. Ved skæring uden forskydning (figur 11.22):

d 2= z 2 m  - diameteren af ​​tonehovedcirkel i hovedafsnittet

d a 2 = d 2 + 2 m -  diameteren af ​​fremspringene i hovedafsnittet

d  f 2   = d 2 - 2,4m  - diameter af en cirkel af hulrum i hovedafsnittet

en w= 0,5 (q + z2) m -  center afstand.

I tabel 11.3 størrelser b 2 -ormhjulets bredde og d aM 2 -  den største hjuldiameter svarende til hjulets vinkelomkreds 2δ = 100 ° for kraftoverførsler:

Tabel 11.3

Bemærk.Antallet af tænder på hjulet fra tilstanden med ikke-skæring accepterer:

Produktionens nøjagtighed.  Til ormgear giver standarden tolv grader af nøjagtighed. For gear, der kræver høj kinematisk nøjagtighed, anbefaler vi III, IV, V og VI grader af nøjagtighed; For kraftoverførsler anbefales V, VI, VII, VIII og IX grader af nøjagtighed.

Figur 11.22 - De vigtigste geometriske parametre for ormhjulet

Gear ratio I orm gearet, i modsætning til gearet, de perifere hastigheder v 1og v 2stemmer ikke overens (se fig. 11.23). De er rettet 90 ° vinkel og har forskellig størrelse, og de relative bevægelsesdelte cylindre løber ikke ind som gear cylindriske og skrågear og glider. Med en drejning af ormen vil hjulet dreje gennem en vinkel, der dækker antallet af tænder på hjulet, svarende til antallet af ormestreger. Hjulet vil gøre en fuld tur ved hastigheden af ​​ormen, dvs.

Så som z 1kan være lig med 1, 2 eller 4 (som ikke kan være i gearet), så i et ormpar kan du få et stort gearforhold.

Skub i gearing. Når man bevæger sig, glider ormens sving langs hjulets tænder, som i et skruepar. Glidende hastighed v srettet tangentielt til ormen helix. Som en relativ hastighed er den lig med den geometriske forskel mellem de absolutte hastigheder af ormen og hjulene, som er de perifere hastigheder v log v 2(se figur 11.19 og figur 11.23); eller, mens

Fig. 11,23. Ordningen til bestemmelse af glidningshastigheden

hvor er elevationsvinklen på ormen helix. Så som< 30°, то в червячной передаче v 2mindre v 1en v sstørre slip i ormgear forårsager lavere effektivitet, øget slid og tendens til at gribe.

Worm gear effektivitet  bestemt ved formlen (11.48). Forskellen er kun i definitionen af ​​tab i nettet. I analogi med skrueparret KP.D. gearing med en ledende orm bestemmes af formlen:

Effektiviteten stiger med en stigning i antallet af besøg af en orm (stigninger) og med et fald i friktionskoefficienten eller friktionsvinkelen f. Hvis hjulet fører, ændrer styrkens retning og derefter får vi

Når ≤, 3 = 0, er overførslen af ​​bevægelse i modsat retning (fra hjulet til ormen) umuligt. Vi får et selvbremsende ormepar.

Det blev oprettet eksperimentelt, at friktionskoefficienten afhænger af glidningshastigheden. Med stigende v sgår ned. Dette skyldes det faktum, at v sfører til en overgang fra semi-fluid friktion til væskefriktion. Værdierne af friktionskoefficienten afhænger også af friktionernes overflader og kvaliteten af ​​smøremidlet.

For foreløbige beregninger, hvornår og v sikke kendt, effektivitet kan vælges af gennemsnitsværdierne fra tabel 11.4.

Tabel 11.4

Efter bestemmelse af størrelsen af ​​overføringseffektiviteten er angivet ved beregning.

Kræfter i gearing.  I ormen gearing (se. Fig. 11.24) handle: ormens perifere kraft F t 1svarende til den aksiale kraft af ormen F a 2,

hjulomkreds F   t  2 svarende til den aksiale kraft af ormen F a 1

radial kraft

(11.71)

normal styrke

(11.72)

I kraftens aksiale plan F tzog F rer bestanddele F n = F n cos(projektion af normal kraft på aksialplanet). T 1 -øjeblik på ormen, T 2- øjeblikket på hjulet:

T2 = T(11.73)

Grundlæggende præstations- og beregningskriterier. Worm gear er beregnet ud fra bøjning spændinger og kontakt spændinger. Der er mere slid og syltetøj. Dette skyldes de høje glidehastigheder og den ugunstige retning af glidning i forhold til kontaktlinjen. For at forhindre beslaglæggelse anvendes specielle antifriktionsmaterialer: en orm - stål, et hjulbrons eller støbejern.


Fig. 11.24. Orm engagemang kræfter

Intensiteten af ​​slid afhænger af kontaktspændingerne. Hovedberegningen udføres af kontaktspændinger. Beregningen af ​​bøjningsspændinger udføres som en test.

Beregning af kontaktspændinger. ligning

(11.74)

bruges til beregning af ormgear. For arkimediske orme er krumningsradiusen for snekkenes sving i det aksiale afsnit ρ 1 =. Derefter ved formlen (11.8) under hensyntagen til ligning (11.20) får vi

I analogi med det spiralformede gear belastes ormgearet

hvor er den samlede længde af kontaktlinjen (se fig. 11.22); a = 1,8 ... 2,2 - overlapningens overfladekoefficient i ormhjulets midterplan ≈ 0,75 er koefficienten under hensyntagen til reduktionen af ​​kontaktlinjens længde på grund af, at kontakten ikke sikres langs hele bue af omkredsen 2δ. Efter substitution i formel (11.74) får vi

NEDBRUG, KLASSIFIKATION, HJUL MATERIALER

WORM TRANSFERS: FUNKTIONER AF DESIGNEN, FORDELE OG

Et orm gear består af en skrue, kaldet en orm, og et ormhjul, som er en form for spiralformet gear. Transmissionsakslens akser skærer, skæringsvinklen er normalt 90 0.


Figur 1

I modsætning til det spiralformede hjul har ormhjulet en konkav form, hvilket bidrager til en bestemt form af ormen og følgelig en forøgelse af kontaktlinjens længde. Trådens tråd kan være enkelt eller flere (2, 4).

Fordele:

Muligheden for at opnå et stort gearforhold

Glat og stille drift;

Muligheden for at opnå selvbremsning (når indgangen ændres).

ulemper:

Relativ lav effektivitet (med en enkelt gevindmask - 0,72; med en to-gevind-0,8, med en fire-gevind-0,9);

Behovet for at bruge dyre anti-friktionsmaterialer til hjulet;

Øget slitage og varme.

Worm gear er klassificeret efter forskellige kriterier:

1) i form af en orm:

Med en cylindrisk orm (figur 2a);

Med globoid orm (figur 2b);


B) med globoid orm

Figur 2

2) Formen på profilen af ​​ormen spole:

Med Archimedeanorm (ifølge GOST 19036-81 betegnet -ZA). I den aksiale sektion har tandprofilen form af et trapezium i endeafsnittet - formen af ​​en arkimedisk spiral (figur 3a);

Med en konvolutet orm, der har lineære konturer af en spole i en normal sektion (figur 3b);

En involveret orm (ZJ), der repræsenterer et spiralformet gear med et lille antal tænder og med stor hældningshældning (i ansigtsafsnittet har tanden en involveret profil (figur 3c).


Figur 3

På grund af de høje glidehastigheder skal ormparmaterialer have antifriktionsegenskaber, slidstyrke og lav tendens til at marmelade.

Orme er lavet af kulstof eller legeret stål. Par, hvor snurrenes hvirvler er varmebehandlet til høj hårdhed med efterfølgende slibning, har den højeste belastningskapacitet.

Worm hjul er lavet hovedsagelig af bronze, mindre ofte af støbejern.

Tin bronze som OF10-1, ONF betragtes som det bedste materiale, men de er dyre og knappe. Anvendes ved høje hastigheder V s = 5 ... 25 m / s. Ikke-tin bronze, for eksempel aluminium-ferruginøs type Br.AZh9-4, har forbedrede mekaniske egenskaber, men har reduceret anti-seize egenskaber. De bruges til V s<5m/c. Чугун применяют при V s <2м/с, преимущественно в ручных приводах.

I ormgear antages standardprofilvinklen at være 20 °: for arkimediske orme i aksial sektion, for konvolutte - i den normale sektion for involverede - i en normal sektion af en spiralformet ledd, der går i indgreb med ormen. Afstanden mellem de samme punkter på de respektive sidekanter af to tilstødende svingninger af ormen, målt parallelt med aksen, kaldes det beregnede trin og betegnet P. Forholdet P / π kaldes modulet. Modulet (m) er en standardparameter: For en orm er den aksial, for et ormhjul - forside.

Består af to bevægelige links - en orm og et gear og designet til at transmittere og konvertere rotationsbevægelsen mellem ortogonale skærende akser. Ormen hedder et link, hvis ydre overflade har form af en skrue. Et ormhjul er et tandhjul med skrå tænder, som går i indgreb med en orm.

Typer af ormgear og orme (ifølge GOST 18498-73):

1.  ved udseendet af ormoverfladen

Cylindriske ormgear - ormen og hjulet i gearet har cylindrisk stigning og indledende overflader;

Globoidmaskedrev - separatoren og den oprindelige overflade af ormen dannes ved at rotere segmentet af buen på separations- eller indledningsoverfladen af ​​dobbeltmaskhjulet rundt om maskens akse

2. ved udseendet af en teoretisk ansigtsprofil for en ormspole

Archimedes orm (ZA) - profilen er lavet langs den arkimesiske spiral;

Involute orm (ZI) - profilen er lavet på en omkreds af en cirkel;

Convolute worm (ZN) - profilen er lavet langs en langstrakt involute.

  (figur 14.4)

Gearing geometri af et cylindrisk orm gear:

Beregningen af ​​gearingsgeometrien for et cylindrisk maskedrev styres af GOST 19650 - 74. Forholdet mellem maskens hovedparametre - diameteren af ​​den oprindelige cylinder d w1, spiralens pz1-kurs og dens hældningsvinkel bw - er fastsat ved følgende forhold

(figur 14.5)




Forbindelsen mellem helixens forløb pZ1   og hæld flere skruer p1

Gear geometri beregning:

Rå data

m  - aksialt modul

q  - maskens diameter koefficient

z1  - antallet af ormens drejninger

aw  - centrumafstand

x  - maskens forskydningskoefficient

u- gearforhold.

Værktøj parametre

h * = (h * w + c * 1) - spiralens højdeforhold

h * a  - hovedhøjdeforhold

s *  -t

r * f  - Krumningsradiusens koefficient for overgangskurven

c * 1,2 = 0,25 ... 0,5 ; s * = 0,75 h p ;   r * f = 0,3 ... 0,45

(figur 14.6)



Beregning af geometriske parametre:

1.  Antallet af tænder på hjulet

2. Forskydningsfaktor (hvis centerafstand er indstillet)

* Centerafstand (hvis offsetfaktor er angivet)

3. Pitch diametre

4. Startdiametre

5. Pitch vinkel   ormspole

6. Startvinkel   ormspole

7. Hovedvinkel af stigning   ormspole (kun for ZI orme)

og maskens hoveddiameter

8.  højde   ormspole

9.  Hovedhøjde   ormspole

10. Vertexdiametre

sving af en orm

hvormedhjulets tænder i midterplanet

11.  Tågdiametre

ormhjul

12. Største diameter   ormhjul

13. Kronbredde   ormhjul

14. Klippelængde   orm (med x = 0)

Geometriske kvalitetsindikatorer for gearing:

1. Trimning af ormhjulet tænder mangler hvis

(i små højder vinkler bliver overførsel af bevægelse fra ormhjulakslen til ormen umulig)

mangler :

høj glidende hastighed langs tandlinjen, hvilket fører til en øget tendens til at gribe (der kræves specielle smøremidler og materialer til tandhjulet),  lavere effektivitet og højere varmeafledning.

Worm gear - et kinetisk par, designet til at overføre drejningsmoment. Den består af en orm og et hjul.

Obligatorisk tilstand - akslerne mellem dem danner en ret vinkel. Det har følgende fordele:

  • øgede gearforhold (op til 300 og højere);
  • glat kontakt og lydløshed;
  • overført effekt når 60 kW.

Minus af det kinetiske par er, at delen har en ret lav effektivitet (0,7-0,92), og med stærk opvarmning og langvarig drift kan det hurtigt svigte. Samtidig er prisen på bronze, hvorfra hjulet er lavet, ret højt.

Vores virksomhed foretager overførsler i henhold til tegninger og færdige prøver i små og store partier.

erkas.ru - båd arrangement. Gummi og plast. Bådmotorer