Bilim.techО проекте

Ищет по всем темам: названиям, разбору формул и терминам.

Например:

    Червячный редуктор

    Как одна пара деталей понижает обороты почти в сто раз и почему червячный редуктор так греется? Разбери его на червяк, колесо с бронзовым венцом, подшипники и корпус.

    01 Что это такое

    Червяк понижает обороты в десятки раз за одну ступень, но витки скользят по зубьям, и за это платят трением и теплом.

    Червяк похож на винт, а колесо на гайку, разрезанную и свернутую в кольцо. За оборот червяка колесо поворачивается всего на столько зубьев, сколько у червяка заходов. Однозаходный червяк и колесо с 40 зубьями дают передаточное число 40: двигатель на 1450 об/мин крутит выходной вал со скоростью около 36 об/мин. У модели на этой странице червяк тоже однозаходный, а у колеса 93 зуба, поэтому u = 93. Заодно редуктор поворачивает вращение на 90°.

    Цена такой простоты в трении. Виток не катится по зубу, а скользит почти всей своей скоростью, поэтому КПД от 0,4 до 0,9: чем меньше заходов, тем ниже. Потерянная мощность становится теплом, поэтому корпус делают ребристым, а на вал червяка иногда ставят вентилятор. Чтобы пара не задиралась, червяк делают из закаленной стали, а венец колеса из бронзы. Подробно в теме «Червячные передачи».

    z1
    Число заходов червяка. Сколько витков навито рядом: 1, 2 или 4. Передаточное число u = z2 / z1, поэтому с ростом заходов u падает, а КПД растет.
    η
    КПД. У однозаходной пары обычно около 0,7, у четырехзаходной до 0,9, а у самотормозящей меньше 0,5. Остальное уходит в тепло, а масло не должно быть горячее 80-95 °C.
    γ
    Угол подъема витка. Если он меньше угла трения, колесо не может провернуть червяк, и передача сама держит груз. Это самоторможение. От вибрации оно может отпустить, поэтому тормоз все равно ставят.
    02 Модель
    Крути, разбирай, нажимай на детали. 3D-МОДЕЛЬ · 14 ДЕТАЛЕЙ
    ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

    Из чего состоит червячный редуктор

    Рис. 3D.10
    Крути пальцем или мышью, приближай двумя пальцами или колесикомНажми на деталь
    ВИД

    Источник модели«Червячный редуктор», автор pps2703, Sketchfab. Лицензия CC BY 4.0. Модель перекрашена, детали объединены и названы по-русски, сетка упрощена и сжата, добавлены разборка и описание деталей.

    03 Детали по одной

    Что делает каждая деталь

    Нажми «Показать на модели»: деталь подсветится, а остальные станут полупрозрачными.

    1. 01

      Основание корпуса

      Зачем. Нижняя половина корпуса с лапами. Держит червяк и колесо так, чтобы их оси скрещивались под прямым углом на точном расстоянии. Внизу масляная ванна: червяк купается в масле и несет его в зацепление. Два штифта на разъеме точно совмещают основание с крышкой.

      Из чего. Серый чугун, у небольших редукторов алюминиевый сплав: он легче и лучше отдает тепло.

      Износ. Трещины у лап, разбитые гнезда подшипников. Грязь на стенках мешает отдавать тепло, и масло перегревается.

    2. 02

      Крышка корпуса

      Зачем. Верхняя половина корпуса над колесом. Разъем проходит по оси вала колеса: сняв крышку, вал вынимают вместе с колесом и подшипниками.

      Из чего. Серый чугун. Плоскость разъема шлифуют и при сборке промазывают герметиком.

      Износ. Течь по разъему, если ослабли болты или старый герметик выкрошился.

    3. 03

      Рым-болт

      Зачем. Кольцо на крышке, за которое редуктор поднимают краном. Ввернут до упора, иначе резьбу может вырвать.

      Из чего. Сталь по ГОСТ 4751 или DIN 580, на кольце выбита допустимая нагрузка.

      Износ. Погнутое кольцо или смятая резьба: такой рым-болт для подъема не годится.

    4. 04

      Червяк

      Зачем. Ведущее звено: винт с одним, двумя или четырьмя заходами, нарезанный заодно с валом. За оборот червяка колесо поворачивается на столько зубьев, сколько у червяка заходов. Здесь червяк стоит под колесом и купается в масле.

      Из чего. Сталь 40Х или 18ХГТ. Витки закаливают и шлифуют: шершавый виток быстро съел бы бронзу.

      Износ. Сам изнашивается мало. Налипшая на витки бронза означает задир пары.

    5. 05

      Червячное колесо

      Зачем. Колесо с зубьями, по которым скользят витки червяка. Обычно из бронзы делают только зубчатый венец и напрессовывают его на стальную ступицу: бронза дорогая, а в середине колеса ничто не трется.

      Из чего. Венец из оловянной бронзы БрО10Ф1 при быстром скольжении или безоловянной БрА9Ж3Л при медленном. Бронза по закаленной стали скользит с малым трением и не схватывается с ней.

      Износ. Изнашивается первым: зубья становятся тоньше, у выходного вала появляется люфт. В анализе масла растет медь.

    6. 06

      Вал колеса

      Зачем. Выходной вал: колесо сидит на нем на шпонке и передает ему самый большой момент в редукторе. Конец вала выходит из корпуса к машине.

      Из чего. Сталь 45 или 40Х, шейки шлифуют.

      Износ. Смятый шпоночный паз, канавка под кромкой манжеты.

    7. 07

      Шпонка колеса

      Зачем. Не дает колесу проворачиваться на валу: лежит наполовину в пазу вала, наполовину в пазу ступицы.

      Из чего. Чистотянутая сталь стандартного сечения.

      Износ. Смятие граней от ударной нагрузки: колесо начинает проворачиваться, и паз разбивается.

    8. 08

      Подшипники червяка

      Зачем. Червяк давит на опоры большой осевой силой, равной окружной силе на колесе. Поэтому ставят подшипники, которые держат осевую нагрузку, и регулируют их почти без зазора.

      Из чего. Подшипниковая сталь ШХ15.

      Износ. При зазоре червяк ходит вдоль оси, пятно контакта уходит на край зуба, слышен стук при пуске и реверсе.

    9. 09

      Подшипники вала колеса

      Зачем. Держат выходной вал. Колесо крутится медленно, но давит на опоры большими силами.

      Из чего. Подшипниковая сталь ШХ15.

      Износ. Выкрашивание дорожек, гул и нагрев крышки. При зазоре колесо смещается вдоль оси, и пятно контакта уходит на край зуба.

    10. 10

      Крышки подшипников

      Зачем. Закрывают гнезда и прижимают подшипники. Прокладками под крышками червяка выбирают зазор, а под крышками вала сдвигают колесо так, чтобы середина венца пришлась под ось червяка. В сквозных крышках, через которые выходят валы, стоят манжеты.

      Из чего. Чугун или сталь, набор тонких стальных прокладок.

      Износ. Течь масла из-под крышки или по валу через изношенную манжету.

    11. 11

      Винты крышек червяка

      Зачем. Притягивают крышки подшипников червяка к корпусу.

      Из чего. Сталь класса прочности 8.8, головка под ключ.

      Износ. Ослабший винт дает течь из-под крышки и зазор в подшипниках.

    12. 12

      Болты разъема с гайками

      Зачем. Стягивают крышку с основанием по разъему. Болты у подшипников затягивают сильнее: там разъем держит гнезда подшипников.

      Из чего. Сталь класса прочности 8.8, гайки и шайбы.

      Износ. Ослабшие болты дают течь по разъему, а гнезда подшипников разбиваются.

    13. 13

      Маслоуказатель

      Зачем. Окошко на стенке корпуса: уровень масла должен быть между метками. Червячная пара без масла задирается за минуты.

      Из чего. Стекло или прозрачный пластик в металлической рамке на прокладке.

      Износ. Мутное окошко не дает увидеть уровень, треснувшее течет.

    14. 14

      Сливная пробка

      Зачем. Пробка в самой нижней точке корпуса: через нее сливают масло. Часто в пробку встроен магнит, он собирает стальную стружку.

      Из чего. Сталь, под ней медная или алюминиевая шайба.

      Износ. Сорванные грани и резьба. Бронзовая пыль на магните говорит об износе колеса.

    04 Где стоит и как ломается

    Где стоит

    Как ломается и как это заметить

    Темы сайта про этот узел

    Источник модели«Червячный редуктор», автор pps2703, Sketchfab. Лицензия CC BY 4.0. Модель перекрашена, детали объединены и названы по-русски, сетка упрощена и сжата, добавлены разборка и описание деталей.

    Еще в направлении «3D-модели»

    Все темы направления «3D-модели» →