Редуктор, очень хорошая, технологичная, и тяжелая штука)))Свободные редуктора мы обойдем стороной, они не представляют никакого интереса.Попался мне в руки на препарирование и возможность последующего ремонта редуктор с блокировкой OBX.Человек покупал новый элемент, ставил в редуктор сам и откатал примерно 1000км, часть из них на кольце в режиме тайматак.
Видимо в следствии «качества» элементов или недодуманной конструкции, или еще каких факторов, пружинные распорные шайбы пережевало и превратило в металлические хлопья.
Благодаря стружке от шайб, сильному износу подвергся сам корпус и шестерни.
Многие токаря отказываются иметь дело с деталями подобного плана, сталь с твердостью порядка 54-62HRC, проточке поддается с трудом, резцы нужны специальные, шлифовка не всегда вариант в виду слжности поверхности и отсутствия инструмента.
Да и вообще, я столкнулся с проблемой металлообработки в СПб, хотя казалось бы. В основном — мы не сможем сделать данную операцию, нет таких станков, или — сделаем…но ценник рисуется с 4-мя нулями.
В общем пришлось искать резцы самому и производить обработку.
Вообще на данных элементах блокировок, достаточно странное решение, использовать одну и ту же сталь во всех деталях, с учетом того что детали работают на основе трения.
То-есть постоянный износ всех частей элемента заведомо заложен в конструкцию, а значит нет никаких ремкомплектов, только агрегатная замена.
Пакет распорных шайб, которыми создается преднатяг пришлось придумывать как собирать в единую конструкцию и исключить «разжевывания» оных при ослаблении преднатяга в следствии естественного износа.
Осевые шестерни пришлось отделить от корпуса обоймами подшипников, сталь другая + это позволило компенсировать износ и последующую обработку деталей. (фото выше).
В процессе регулировки пятна контакта выяснилась досадная деталь, подстава от производителя элемента блокировки)) Биение привалочной плоскости под ведомую шестерню составляло 0,7 мм. при допуске менее 0,1мм, зависит от производителя, для редукторов БМВ фактическое биение в среднем составляет 0,02-0,03мм.
После ремонта, редуктор откатал 2000км, с контролем следов износа каждые 500км, следов износа не было. дальнейшая судьба не известна. Надеюсь еще ездит.)
Червячный редуктор малогабаритный своими руками
Как сделать понижающий редуктор своими руками
Домашние умельцы стараются оснастить свою мастерскую множеством самодельных приспособлений, способных облегчить физический труд и повысить качество работы.
Таким полезным устройством можно считать понижающий редуктор для мотоблока или минитрактора. Это изделие применяется для уменьшения оборотов рабочего вала двигателя и увеличения его крутящего момента.
Перед тем как сделать редуктор своими руками, стоит внимательно изучить инструкции.
Что представляет собой редуктор
- Это устройство представляет собой цепной или шестеренчатый механизм, расположенный между валом электрического двигателя или бензинового мотора и конечным узлом рабочего аппарата.
- Главными техническими характеристиками понижающего редуктора для мотоблока можно считать такие значения:
- максимальная передаваемая мощность;
- коэффициент полезного действия;
- число ведомых и ведущих рабочих валов.
Стоит отметить, что к вращательным узлам изделия необходимо прикрепить специальные червячные или зубчатые передачи.
Это поможет регулировать и передавать вращение от одного изделия к другому. В станине расположены сквозные отверстия для подшипников, при помощи которых вращаются бортовые валы.
Где используется устройство
Понижающий редуктор имеет множество достоинств. Его конструкция позволяет увеличить производительность и прибыль больших промышленных предприятий. А также его можно считать незаменимым помощником в домашнем хозяйстве.
Специалисты выделяют такие области применения аппарата:
- в промышленности;
- в коробках передач автомобилей;
- в различном электрическом оборудовании.
В коробках передач для автомобильного транспорта устанавливается аппарат, который уменьшает частоту вращения мотора. Мягкость и плавность хода машины напрямую зависит от качества регулировки шестеренок редуктора.
Такое изделие широко применяется в электрическом оборудовании и бытовой технике, например, в перфораторах, дрелях или миксерах. Редукторы можно считать главными деталями вентиляционных, планетарных, насосных и очистных систем, потому что они способны поддерживать оптимальное рабочее давление.
Изготовление корпуса изделия
В заводских условиях корпуса для понижающих редукторов делают способом литья из чугуна или сплавов алюминия. Самостоятельно сделать такую заготовку просто невозможно. По этой причине необходимо найти или переделать заводской корпус. А также его можно сварить из железного листа.
Некоторые домашние умельцы смогли найти выход простой из положения. Для того чтобы не заниматься расточными работами, необходимо полностью сваривать станину. Опорные подшипники будут устанавливаться в небольшие отрезки металлических труб. Их нужно выставить в рабочем положении, а потом хорошо закрепить крепежными материалами или сваркой.
Специалисты советуют сделать на корпусе специальную съемную крышку для удобного обслуживания узлов конструкции. Снизу стоит изготовить сливное отверстие, необходимое для стока старого масла.
Сборка своими руками
Специалисты утверждают, что сделать червячный редуктор малогабаритный своими руками довольно хлопотно, но можно. Приспособление должно повышать крутящий момент рабочего вала мотоблока и уменьшать его количество оборотов. От изделия напрямую зависит максимальная производительность машины.
В мотоблоке применяется обратная механическая коробка передач, которая дает возможность переключать скорости. Заводского передаточного числа иногда бывает очень мало. Конструкторы оснастили агрегат небольшой звездочкой на рабочем валу коробки передач.
Взаимодействуя с крупной звездой от колеса аппарата, она обеспечивает уменьшение оборотов мотора. На рабочий вал, устроенный в подиуме подшипника, необходимо надеть дополнительную звездочку.
Она будет через вторую цепь передавать крутящий момент на колеса мотоблока.
Можно изготовить угловой редуктор своими руками из старого мотороллера или трактора. В этом случае колесная платформа не используется.
Необходимо поставить на мост катки культиватора. Этот вариант дает оптимальную рабочую мощность и скорость передвижения.
Как сделать понижающий редуктор
Редуктор для мотоблока своими руками
Гордость многих дачников — самодельный мотоблок, собранный своими руками из деталей, отслуживших свой век механизмов. Поставить электродвигатель или малогабаритный бензиновый от старого мотороллера или мотоцикла на раму с колесами не составит труда даже для начинающего механика-любителя. А вот над чем придется подумать, так это над редуктором для мотоблока.
Конструкция мотоблока
Схемы сборки самодельных мотоблоков разнообразны настолько, насколько различны запчасти в гараже каждого хозяина. Размеры тоже выбираются из практических соображений.
При разном составе и габаритах есть обязательные элементы:
- Рама — прочная конструкция для крепления остальных деталей.
- Колеса — от самодельных металлических до резиновых фабричного производства. Положение оси колеса или колесной пары фиксируется относительно рамы железными стойками со впрессованными подшипниками.
- Двигатель — мощностью от 5 до 10 лошадиных сил. Можно применять даже электродвигатель с аккумулятором, но наиболее популярны двигатели от мотороллера или мотоцикла. Такой выбор хорош наличием готового управления оборотами и даже передаточным устройством.
- Редуктор — узел для передачи вращения от двигателя исполнительному механизму, преобразует скорость и направление.
А вот первый попавшийся редуктор может не подойти. Нужно выбрать тип конструкции, рассчитать размер каждой детали, чтобы скорость и мощность движения навесного культиватора позволяли обрабатывать землю в удобном режиме — не быстро и не медленно.
Типы редукторных узлов
Передача вращательного движения от вала двигателя к валу исполнительного механизма может производиться прямым соединением осей, если скорость и мощность вращения двигателя приемлема для работы, а оси ведущего и ведомого валов совпадают.
Такие случаи крайне редки, а при нескольких навесных инструментах разного назначения прямая передача абсолютно не может быть применена. Для согласования скорости и мощности ведущего и ведомого вала используют 4 вида механизмов и их комбинации.
Основные типы передач:
- ременная;
- цепная;
- шестеренчатая;
- червячная.
Червячная передача конструктивно ограничена понижающей скорость функцией, остальные могут применяться как в понижающих передачах, так и в повышающих. К тому же такой редуктор всегда имеет ведомую ось перпендикулярную валу ведущей.
Такая схема называется угловым редуктором. Кроме червячной передачи, изменить направление оси можно пространственным планетарным механизмом. Ременная и цепная передачи оставляют ведомую ось параллельной оси двигателя.
В простых устройствах реверс возможен только при изменении вращения двигателя.
В мотоблоках применяются двигатели с высоким количеством оборотов в минуту, о чем можно удостовериться в паспорте изделия. Значит, своими руками надо сделать редуктор для понижения скорости, а какого типа будет самодельный редуктор на мотоблок, лучше выбрать, зная характеристики каждого типа.
Ременная передача
Шкив или ремень, передающие вращение от вала к валу, знакомы каждому автомобилисту, заглядывавшему под капот моторного отсека. Коэффициент понижения скорости вращения определяется делением радиуса малого ведомого колеса на радиус большого ведущего.
Плюсы ременным редукторам — это простота изготовления и ремонта, большое разнообразие деталей. А минусы ремня:
- растягивание ремня, снижение сцепления со шкивом от температуры и износа;
- проскальзывание при резких увеличениях крутящего момента;
- небольшой срок эксплуатации.
Компенсируют недостатки подпружиненным роликом, давящим на поверхность ремня между колесами, применением зубчатого ремня на шкивах с поперечными фасками. Ременные редукторы требуют нахождения ведущих и ведомых шкивов в одной плоскости, изгиб или скрутка ремня быстро приведет его к разрыву.
Цепной тип
Принцип действия цепной передачи аналогичен ременному, но вместо шкивов установлены звездочки, а ремень заменен цепью. Такой самодельный редуктор не допустит пробуксовки, а в аналогичных условиях проработает значительно дольше.
Так же, как ременной, цепной редуктор должен иметь ведущую и ведомую звездочки в одной плоскости, а его передаточное число считается по соотношению их зубьев. Вес такой конструкции больше, чем у ременной, но на мощные мотоблоки надежнее ставить ее.
В отличие от ременной передачи, цепная требует осторожности или дополнительных защитных мер.
При столкновении вращающегося навесного инструмента с толстым корнем в почве сила его сопротивления будет передана на двигатель, что может его повредить.
Пока двигатель не выйдет из строя или не отключится, он будет пытаться с максимальной мощностью провернуться вместе с рамой вокруг ведомой оси редуктора. Чем больше мощность двигателя, тем сильнее будет опрокидывающий момент.
Передаточное число цепного редуктора может быть выше, чем у ременного такого же размера, так как ведущая звездочка, даже имея маленький размер, не допустит проскальзывания цепи.
По стоимости, простоте сборки, распространенности деталей цепная передача не уступает ременной.
При помощи шестерней
Мотоблок с шестеренчатым редуктором надежнее, долговечнее чем с цепным или ременным. Конструкции шестернями ставят на заводские изделия, и не только на мотоблоки.
Узлы получаются малогабаритными в результате совмещения на одной оси двух шестеренок с разными диаметрами. Для мотоблока, например, отлично подойдет редуктор от мотороллера Муравей.
Но можно сделать свой, используя шестерни от коробок передач автомототранспорта.
Нужное передаточное число можно обеспечить планетарным механизмом, в котором между внешней и солнечной шестернями установлены шестерни-сателлиты, закрепленные на неподвижном кольце — водиле:
Для понижающего редуктора солнечная шестерня установлена на ведущий вал. Водило с планетарными шестернями закреплено на неподвижном корпусе, а наружная шестерня соединена с исполнительным устройством, вращаясь в направлении, противоположном солнечной шестерне.
Передаточное отношение такого редуктора можно рассчитать как отношение числа зубьев солнечной шестерни к количеству зубьев на внешней шестерне.
Для изменения направления оси вращения в редукторах применяют пространственный планетарный механизм, в котором шестерни для изменения направления на 90 градусов должны быть скошены на конус под 45 градусов каждая. Диаметр шестеренок может быть разным, что можно применить для изменения передаточного числа.
Для мотоблока такой угловой редуктор своими руками делают нечасто, так как планетарные шестерни нужного размера надо еще поискать. Изменение оси вращения чаще делают готовыми заводскими редукторами или червячной парой.
Червячная передача
Для перпендикулярного изменения направления оси вращения, создания большого передаточного отношения применяется контакт плоской шестерни с Архимедовым винтом.
Передача вращения от исполнительного устройства к двигателю невозможна. Это уникальная особенность червячного механизма, другие типы передач таким свойством не обладают. Скорость вращения на выходе можно уменьшить во столько раз, сколько зубьев будет у шестерни. Отличается такая передача простотой сборки большим трением, небольшим размером, большой популярностью.
Для того чтобы сделать червячный редуктор своими руками, нужно подобрать шестерню с количеством зубцов, равным снижению скорости вращения в разах, а также с шагом между зубцами, равным шагу гребня червяка.
Реверсивный механизм
Наличие реверсивного передаточного механизма упрощает работу в полях, но сделать реверс в домашних условиях любителю реально только для электродвигателя.
Трудности состоят во включении в схему дополнительного передаточного элемента с возможностью его точного перемещения, надежной фиксации.
Для этого потребуется разорвать существующую связь с двигателем, а в разрыв вставить новый элемент, будь то еще один шкив с ремнем, звездочка с цепью или шестерня. Такие преобразования с восстановлением требуют деталей, изготовленных с точностью профессиональных станков.
Практичней в этом случае установить заводской реверсивный редуктор. Например, от автомобиля с механической коробкой передач.
Сборка редукторов своими руками
Эксплуатация мотоблоков, а с ними редукторов — это пыль, бездорожье, жара при пахоте или холод при уборке снега, неравномерные нагрузки. Продлить срок эксплуатации передаточного механизма можно с помощью закрытого корпуса.
Для основания, на котором крепятся шкивы, шестерни, прочие детали, применяется сталь СТ-40. Крышку можно изготовить из менее прочной стали, если на ней не закреплены элементы передачи крутящего момента.
Применение подшипников для установки валов, шкивов, звездочек, шестеренок обязательно, иначе трение погасит силу вращения, а блок или быстро выйдет из строя, или сразу не заработает.
Любой вращающийся механизм требует смазки. Червячный редуктор особенно. Продлить срок использования устройства поможет частая замена смазки, для чего крышка редуктора должна быть открывающейся.
Бензиновые, дизельные двигатели имеют регулировку подачи топлива и скорости вращения двигателя. Оптимально переместить так называемую ручку газа на рукоять мотоблока.
Когда нашлись все необходимые детали, для сборки мотоблока потребуются слесарные инструменты. Не обойтись без сварочного аппарата, болгарки, дрели, сверл по металлу.
Потраченное на изготовление мотоблока время окупит себя полностью в первый же дачный сезон.
Источник
Понижающий редуктор 6 к 1(сомодельный)
Редуктор для мотоблока своими руками – широкий простор для творчества
Сделать редуктор для мотоблока своими руками – задача сложная и в то же время интересная. Это один из важных механизмов, без которого немыслима работа садовой техники с использованием мотоблока. Его главная задача – уменьшить обороты приводного вала и одновременно увеличить или уменьшить крутящий момент на привод.
Купить передающий механизм на свой мотоблок можно в специализированном магазине, но разумнее собрать редуктор своими руками, с учетом всех технических характеристик двигателя. Это будет лучшим вариантом, поскольку при конструировании механизма под конкретную силовую установку делается индивидуальный расчет, что позволит упростить задачу сопряжения его с двигателем.
Приступая к изготовлению редуктора, необходимо уточнить, какой тип механизма предпочтительнее для вашего мотоблока. Это зависит не только от мощности двигателя, но и от схемы его расположения, а также от уровня сложности поставленных задач.
Типы редукторов
Конструкция любого преобразующего устройства для мотоблока (редуктора) состоит из набора передающих движение валов или зубчатых колес разного диаметра, заключенных в прочный корпус.
Преобразующие устройства делятся на несколько видов по типу передачи:
- цепной;
- ременной;
- шестеренчатый;
- червячный (шестеренчато-червячный);
- комбинированные системы.
Для редукторов цепного типа передача вращения обеспечивается с использованием цепи и разновеликими звездочками, которые устанавливаются на вращательных валах. Принцип работы ременного механизма схож с цепным, но вместо звездочек и цепи используются шкивы и ремень.
Внутри корпуса шестеренчатого редуктора размещаются валы с насаженными на них шестернями, имеющими прямые или косые зубья. Шестерни передают вращение от двигателя к движущимся деталям. Конические шестерни используются в угловых механизмах для тяжелых мотоблоков.
Типы механизмов
По способу работы и действию все преобразующие механизмы для мотоблоков делятся на несколько типов:
- угловой;
- понижающий;
- реверсивный с задней скоростью (реверс-редуктор заднего хода);
Для перенаправления вращательной энергии от вертикального привода в горизонтальную плоскость используется угловой редуктор с использованием конических шестерней (конический редуктор).
Снижение количества оборотов и увеличения мощности приводного механизма обеспечивают понижающие шестеренчатые редукторы, или ходоуменьшители для мотоблока.
Они считаются наиболее надежными для работы дизельного или бензинового мотоблока, имеющего воздушное охлаждение.
Это позволяет использовать их для особо тяжелых работ – например, для вспашки тяжелого грунта или сбора урожая картофеля с помощью картофелекопалки.
В специальной статье можете найти чертежи картофелекопалки для мотоблока.
Как сделать самодельный редуктор для мотоблока
Для самостоятельной сборки преобразующего устройства на мотоблок необходимо запастись следующими инструментами:
- штангенциркуль и металлическая линейка;
- набор отверток разного размера, в том числе и косая;
- пассатижи и кусачки;
- пила по металлу;
- электродрель с набором сверл по металлу;
- тиски;
- молотки – большой и маленький;
- резиновые прокладки.
Если вы решили самостоятельно собрать редуктор для своего мотоблока, обязательно проведите приблизительный расчет. Это поможет определить, как минимум, передаточное число и тип преобразующего устройства, который вам нужен.
Также с помощью предварительных расчетов вы сможете оценить габариты будущего передаточного устройства.
Чтобы сделать правильный расчет, определитесь с параметрами вашего двигателя. Для расчетов необходимо уточнить несколько данных:
- Число оборотов коленвала двигателя. Однако эта величина не является постоянной: стоит «прибавить газ», и она значительно увеличится. Поэтому расчеты основываются на базе – количество холостых оборотов плюс 10%.
- Расчетное число оборотов для оси подвески. Оно высчитывается с учетом диаметра колес для определения выбега за один полный оборот. На основе этого можно посчитать, с какой скоростью должна вращаться ось, чтобы обеспечить максимально комфортную скорость движения мотоблока. Это в среднем от 3 до 5 км/час.
Рассмотрим простой пример: мощность двигателя на холостом ходу с учетом увеличения на 10% составляет 600 оборотов/мин, а для обеспечения скорости 3 км/час требуется скорость вращения 200 об/мин.
Следовательно, расчетное передаточное отношение редуктора составляет 3:1.
Иными словами, для уменьшения скорости вращения оси в три раза, чтобы обеспечить скорость движения 3 км в час, в три раза увеличивается крутящий момент.
Пошаговая инструкция по сборке цепного редуктора
При наличии определенных навыков можно сделать редуктор любого типа своими руками, но проще всего собрать малогабаритный механизм с цепной передачей. Материалы для него легче найти, они надежны в работе.
Чтобы изготовить самодельный цепной механизм, запаситесь следующими запчастями и материалами:
- звездочки с необходимым количеством зубьев;
- ведомый вал;
- цилиндрические и эксцентриковые подшипники;
- защитный кожух;
- крепежные детали для соединения частей кожуха;
- цепи с необходимым количеством звеньев.
При сборке редуктора любой конструкции нельзя заменять подшипники втулками. Перекосы между ведущей и ведомой частями недопустимы.
В качестве защитного кожуха можно использовать старый корпус коробки передач подходящего размера, просверлив в нем отверстия для крепления.
- Изготовление самодельного редуктора для мотоблока начинается с закрепления на выходном вале двигателя ведущей звездочки. Для ее фиксации можно использовать шпонку или фланец. В зависимости от конструкции выходного вала, может быть применена даже точечная сварка.
- Ведомый вал следует выточить на станке. Звездочку на нем фиксируют так же, как и на ведущем вале.
- Более надежный способ – изготовить вал из двух полуосей, на концах которых вытачиваются фланцы. Ведомую звездочку закрепляют между ними, скрепляя всю конструкцию болтами. В этом варианте звездочка второй ступени будет закреплена более точно и надежно.
- Чтобы защитить механизм редуктора от грязи и механических повреждений, его помещают в защитный корпус, который служит также резервуаром, содержащим жидкую смазку для движущихся деталей.
- В защитном корпусе (картере) просверливаются гнезда для установки опорных подшипников. Ведомый вал устанавливается на цилиндрических подшипниках, а ведущий – на эксцентриках. Меняя, в силу своих конструктивных особенностей, положение в посадочном гнезде в радиусе 15°, эксцентриковый подшипник меняет и положение ведущего вала, регулируя таким образом натяжение цепи.
Необходимо, чтобы зубья звездочки, закрепленной на ведомом вале, были погружены в смазочное масло. При вращении вала происходит равномерная смазка всех узлов цепного редуктора.
- Для обеспечения герметичности картера по линии разъема и в местах посадки подшипников устанавливаются сальники и герметизирующие прокладки. Если не подходят стандартные прокладки, то можно использовать специальный малостойкий герметик.
Если расчет передаточного числа сделан правильно, то редуктор, аккуратно собранный с учетом всех конструктивных особенностей вашего мотоблока, обеспечит бесперебойную работу механизмов ничуть не хуже, чем его промышленные аналоги.
Рубрика: Самоделки
Управляет своим небольшим фермерским хозяйством почти 30 лет, больше половины из которых связана с использованием различных мотоблоков.
Колесо червячное зубчатое: расчет, изготовление, материал
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.
Сверление дерева. Типы сверл и особенности их применения
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:
d2 = m · z2,
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.
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:
U = Z2 ÷ Z1,
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.
Характеристики червячных передач нормируются по ГОСТ 2144-76. Для червяка с 1 и 2 заходами передаточное число может иметь значение 8-80. Для 4-заходных червяков разбег значений меньше, в пределах 30-80.
Скачать ГОСТ 2144-76
Лебедка своими руками – простые способы изготовления
Лебедка – незаменимое приспособление, как в домашнем хозяйстве, так и в гараже.
Поднять на крышу рулон рубероида, забросить в окно второго этажа строящегося частного дома пару мешков цемента, вытащить двигатель из капотного пространства, да и затащить сам поломанный автомобиль в гараж… Это неполный перечень дел, которые можно запросто выполнить в одиночку с ее помощью.
Приспособления барабанного типа для подъема или перемещения тяжестей, отличаются способом передачи крутящего момента. Из школьного курса физики мы знаем, как работает плечо. Теряя в скорости или расстоянии – мы выигрываем в силе. Фраза Архимеда: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю» как раз описывает принцип работы лебедки.
Ручная лебедка, при помощи приложенного плеча – увеличивает человеческие силы настолько, что один оператор может сдвигать с места автомобили или поднимать тяжести в несколько сот килограмм. При одинаковом (с точки зрения механики) принципе действия, эти приспособления имеют различные способы исполнения.
Ручная барабанная лебедка – разновидности
Ручная лебедка с барабаном – это классика жанра. Кроме общего элемента – шкива, на который наматывается трос, приспособления имеют различные типы привода.
Односкоростной шестеренчатый привод
К барабану прочно прикреплена большая, основная шестерня. На нее, и на крепление, ложится вся нагрузка. Поэтому надежность элементов должна быть на должном уровне. В зацеплении с основной, расположена ведущая маленькая шестеренка.
Соотношение количества зубьев и есть величина передаточного отношения. Проще говоря – коэффициент усиления. Ведущая шестерня составляет одно целое с приводным валом. Поскольку речь идет о ручном инструменте – на вал надета рукоятка для вращения.
Длина рычага также влияет на степень усиления. Чем плечо рукоятки больше – тем меньше усилия надо приложить.
С помощью подобных устройств можно в одиночку поднимать несколько центнеров груза или перемещать автомобиль весом 2-3 тонны. При этом скорость вращения барабана достаточно высокая.
Многоскоростной шестеренчатый привод
Конструкция состоит из двух или более пар шестерен, каждая из которых обладает коэффициентом усиления в десятки раз. При последовательном зацеплении эти коэффициенты складываются, многократно увеличивая усилие.
Обратная сторона медали – пропорциональное снижение скорости. Имея такую лебедку, вы можете осуществлять медленный вертикальный подъем грузов более тонны, но если вам придется работать с двумя мешками цемента – время подъема растянется на десятки минут.
Поэтому производители предоставили возможность использовать каждую пару шестерен в отдельности. Закрепив рукоятку на прямой паре – мы получаем среднее усилие с высокой скоростью. Перекинув ее на вторую пару – теряем в скорости, но увеличиваем силу в два раза.
Обязательным элементом всех лебедок с ручным приводом является стопор, или «собачка»
Работает он по принципу храпового механизма. После прекращения подачи усилия на рукоятку зубья звездочки упираются в стопор, предотвращая разматывание троса под тяжестью груза. Это повышает безопасность, но механизм имеет недостаток.
При подъеме он работает идеально, а вот при спуске совершенно бесполезен. Во время обратного вращения «собачку» просто откидывают в сторону, освобождая храповик.
Червячный привод
Для увеличения усилия применяется червячный механизм. Принцип расчета передаточной пары, по сравнению с плоскими шестернями несколько иной, но техника та же. Небольшая по диаметру винтовая шестерня вращает основную, закрепленную на барабане.
Преимущество конструкции – большой коэффициент усиления. Еще один плюс – конструкция самостопорящаяся. То есть, если не прикладывать усилие к рукояти – машина остановится. Это повышает безопасность и комфорт.
Популярное: Самодельная лебедка – не просто, а очень просто!
Ручку можно вращать в любую сторону, поднимать и опускать груз – не опасаясь за то, что он сорвется.
Серьезный недостаток конструкции – большое трение в червячной паре. Механизм нуждается в постоянной смазке, иначе износ будет просто катастрофическим. При работе «на сухую» пара может просто заклинить.
Учитывая механику процесса – есть ограничения по весу, с которым можно работать. Зато инструмент получается компактным, и часто применяется именно в домашнем хозяйстве.
Планетарный редуктор
При выдающейся компактности (механизм редуктора фактически находится внутри барабана), количество шестеренчатых пар может доходить до десяти. Усиление при такой конструкции может достигать сотен раз. Единственный недостаток – высокая стоимость изделия, поэтому в быту применяется редко.
Классификация
По направлению витка передачи в большинстве своем бывают правыми. Иногда встречается левое направление нити.
Червячные зацепления классифицируются по форме наружной поверхности червяка:
- цилиндрические;
- глобоидные.
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:
- роликовые;
- вогнутые;
- прямые.
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 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.
Области применения червячных редукторов
Будучи компонентом электромеханического или механического двигателя, червячный редуктор сохраняет мощность привода, увеличивает крутящий момент, подающийся на выходной вал. Область применения агрегатов имеет большое распространение в машиностроении и промышленности. Редуктор червячного типа также используется в случаях, когда требуется изменить направление движения вращающихся валов.
Агрегаты эффективно применяются в металлопрокате, железнодорожной отрасли. За счет наличия реверса во время движения, устойчивости к наращиванию скорости и торможению данные агрегаты нашли свое применение в приводах барабанов для тросов лифтов.
За счет простоты работы червячный редуктор незаменим в качестве рабочего узла, используемого в качестве приводного механизма бетономешалок, насосов, транспортеров, подъемных кранов, эскалаторов, растворосмесителей.
Данный механизм является ключевым элементом, используемым в станках для обработки металлических либо деревянных материалов. Механизм обеспечивает высокую надежность и устойчивость к стабильным рабочим нагрузкам.
Нарезание червячных колес
При проектировании создается модель червячного колеса. По ней легко определится со способом нарезки:
- заход фрезы снизу;
- торцевой.
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.
Регулировка червячного вала
В данном случае производится регулировка только подшипниковых узлов механизма. Положение червяка по оси не оказывает никакого влияния на работу передачи. Эта регулировка делается путем подбора соответствующего количества металлических прокладок под фланцы крышек подшипников.
Для вычисления суммарной толщины стальных прокладок необходимо:
- прижать одну крышку подшипников червячного вала к корпусу и затянуть болты;
- слабо затянуть два болта крепления второй крышки вала на противоположенной стороне;
- замерить появившийся зазор между второй крышкой и корпусом;
- подобрать нужное количество прокладок равной толщины вашего замера
- разделить прокладки на две равные части и смонтировать под крышки подшипников, при этом затянув болты крепления
После проведения данного вида работ, добиваются вращения вала без усилия. Допустимый люфт в оси в пределах нормы — 20-40 мкм. Убирать совсем люфт нежелательно, так как при работе появится тепловое удлинение вала червяка, это приведет к уменьшению зазоров, и как следствие появление натяга в подшипниках, а дальше только их клин.
Примечание: регулировка подшипников считается оптимальной, если в агрегате, нагретом до нормальной рабочей температуры, зазор в подшипниках близок к нулевому значению.
Загрузка...
