Лабораторная работа № 5 регулировка червячного зацепления

Лабораторная работа № 5 регулировка червячного зацепления

Цель работы – приобрести практические навыки регулирования и проверки качества червячного зацепления.

Оборудования, инструмент, приспособления и материалы для выполнения работы: червячный редуктор; шаблон; набор прокладок под торцевые крышки; гаечный ключ; щуп; измерительная линейка; индикатор; краска; кисть.

Теоретические сведения

Передача с цилиндрическим червяком очень чувствительны к неточности сборки, поэтому в соответствии с ГОСТ 3675-86 необходимо обеспечить нормы допуска на межосевое расстояние между червяком и колесом, угол между ними и боковой зазор.

Межосевое расстояние и угол между червяком и колесом обычно обеспечиваются заводом-изготовителем. При сборке добиваются строгого совпадения средней линии колеса и оси червяка регулируют боковой зазор и проверяют контакт в зацеплении.

Регулирование червячного зацепления состоит в том, чтобы установить червячное колесо симметрично относительно вертикальной оси червяка. Это достигают путем перемещения червячного колеса с валом, в осевом направлении за счет подбора и распределения тонких металлических регулировочных прокладок.

На рисунке 5.1,а и 5.1,в показано неправильно отрегулированное червячное зацепление, что можно понять по различной толщине прокладок и , по смещенным пятнам контакта в червячном зацеплении и по смещению плоскости симметрии В – В червячного колеса относительно оси червяка. Червячное зацепление будет считаться правильно отрегулированным, если при прокручивании червяка с нанесенной на его витки краски, на рабочих поверхностях зубьев червячного колеса останутся пятна, симметричные относительно плоскости симметрии В – В (рисунок 5.1, б).

Следует отметить, что при неправильной регулировке червячного зацепления зубья червячного колеса будут изнашиваться неравномерно и в результате это приведет к значительному уменьшению срока службы червячного редуктора.

Для того чтобы совместить среднюю линию колеса с осью червяка, зажимают торцевыми крышками конические подшипники вала колеса до установления осевых зазоров. С помощью шаблона измеряют фактический зазор между шаблоном и базовым пояском червяка. Затем подсчитав расчетный зазор , сравнивают его с фактическим и судят о степени совпадения средней линии колеса и оси червяка.

Рисунок 5.1 Регулирование червячного зацепления

При необходимости перемещать колесо так, чтобы его средняя линия совпадала с осью червяка. Образовавшиеся зазоры между торцевыми крышками и бобышками редуктора измеряют в нескольких положениях по окружности и вычисляют их среднеарифметическое значение.

Толщину прокладок определяют по формулам

Где a,b – фактические зазоры между корпусом и торцевыми крышками;

– среднее значение осевого зазора в подшипниках (0,08 — 0,12мм);

— допустимое (фактическое) смещение средней линии колеса относительно оси червяка после выверки колеса (берется со знаком “-”, если допустимое смещение направлено в сторону прокладки, толщина которой определятся, и со знаком “+”, если оно направлено от определяемой (прокладки).

Конструктивные особенности червячных зубчатых зацеплений в отличие от цилиндрических требуют выполнения при монтаже следующего дополнительного условия: величина бокового зазора (мертвого хода) не должна превышать проектного значения.

Червячный редуктор: описание.виды.принцип работы,ремонт,фото,видео.

Червячный редуктор нередко считается важною деталью не только в сфере производства автомобилей. Червячная передача считается важной деталью везде, где требуется увеличить крутящий момент и уменьшить количество вращений привода. Такой механизм используется для привода ворот, подъемников, станков для обработки металлов, дерева и других подобных устройств. Практически каждый человек видел червячный редуктор, иногда даже не подозревая об этом.

Дело в том, что нередко такой механизм привода прячут в корпус, чтобы механизм не забивался пылью и прочим мусором, и это существенно продлевает срок службы механизма. Червячный редуктор так часто используется по причине того, что коэффициент полезного действия этого механизм очень высок. Такой механизм может иметь как маленькие размеры, так и большие.

Из-за своих небольших размеров чаще всего червяная передача применяется в производстве автомобилей. Каждый преобразователь имеет свое передаточное число. Такое число зачастую указывается на упаковке прибора, либо на самом корпусе.

Достоинства и недостатки

Червячная передача в силу своих конструктивных особенностей имеет как достоинства, так и недостатки.

Из достоинств стоит отметить плавность хода, эффект самоторможения, низкий уровень шума, большое передаточное отношение с использованием всего двух деталей.

Из недостатков следует обратить внимание на сравнительно низкий КПД, повышенный износ, заедание, большое тепловыделение вследствие сил трения. Низкий КПД обуславливает применение подобных механизмов при передаче относительно небольших мощностей до 100 кВт. Для предотвращения скорого износа и заедания необходимо соблюдать требования к точности сборки и регулировать механизмы. Высокое тепловыделение требует специальных установок для отвода лишнего тепла.

Различие редукторов в основном сводится к различиям червяков и зубчатых колес, из которых собран данный червячный редуктор.

Червяки разделяются на типы по следующим признакам:

• по количеству заходов резьбы: однозаходные, многозаходные
• по направлению нарезки резьбы: правые, левые
• по форме винта, на котором нарезана резьба: цилиндрические, глобоидные
• по форме профиля резьбы: с конволютным профилем, с архимедовым профилем, с эвольвентным профилем
• Зубчатые колёса разделяются на типы по следующим признакам:
• по типу колеса: собственно колесо, зубчатый сектор, вырожденный сектор
• по профилю зубьев: прямой, вогнутый, роликовый (вместо зубьев используется вращающийся ролик)

Червячные редукторы со встроенным двигателем называются червячными мотор-редукторами. В редукторах чаще всего двигательный вал располагается под прямым углом к движимому. Компоновка червячного редуктора выбирается исходя из конкретных требований к устройствам. Двигатель может располагаться как сверху приводимого в движение колеса, так и снизу и сбоку. При боковом расположении двигатель устанавливается вертикально. Вследствие вертикального расположения усложняется процесс смазки подшипников вала, а также чистки внешних элементов.

Для увеличения передаточного числа используются разные технологии, но наиболее эффективной является применение большего числа ступеней.

Для смягчения сил трения и повышения сопротивления заеданию применяются специальные вязкие смазочные составы или масла. При низких скоростях вращения смазка осуществляется при помощи специальных ванночек с маслом либо использованием специальных устройств, разбрызгивающих смазку в места повышенного трения. Для червячных редукторов, скорость вращения которых высока применение ванночек нецелесообразно, и применяется принудительная смазка охлаждёнными смазочными материалами.

Основные преимущества редуктора червячного перед зубчатыми передачами заключаются в том, что начальный контакт звеньев происходит не в точке, а по линии. Также входной и выходной валы могут скрещиваться под разными углами, но чаще всего этот угол составляет 90 градусов. Также червячная передача занимает гораздо меньше места, чем зубчатая при одинаковом большом передаточном отношении.

Помимо червячного редуктора червячная передача также применяется в системах регулирования и управления различными устройствами. Благодаря самоторможению обеспечивается точная фиксация положения, а большое передаточное отношение (до 1000) позволяет наиболее точно отрегулировать положение, либо использовать маломощные двигатели. Также червячные передачи и червячные редукторы отлично подходят для установки в качестве механизма передачи в подъёмные и лебёдочные механизмы благодаря своим конструктивным особенностям.

Некоторые технические характеристики промышленно производимых и широко распространённых червячных редукторов.

Самыми распространёнными являются одноступенчатые мотор-редукторы.

Виды червячных редукторов

Червячные редукторы могут существенно отличаться в зависимости от области применения механизма.

Основные отличия, которые могут использоваться в конструкции:

• Разное число заходов;
• Материал детали;
• Направление резьбы;
• Профиль резьбы;
• Типами применяемого винта.

Данные отличия могут присутствовать в различных сочетаниях. Какие виды червячных редукторов использовать решает инженер на стадии проектирования и разработки устройств и механизмов, использующих такие типы передачи крутящего момента.

Проектирование червячного редуктора

Смастерить червячный редуктор своими руками практически невозможно. Расчёт червячного механизма должен осуществляться квалифицированным специалистом. Когда чертёж будет сделан, все детали по нему изготавливаются только из материалов надлежащего качества, иначе зубчатый механизм может выйти из строя после непродолжительной работы. Сборка червячного редуктора, также должна осуществляться опытным мастером. Несоблюдение этого правила может значительно снизить эксплуатационный ресурс детали, ведь кроме правильной установки валов, понадобится тщательная регулировка червячного механизма.

Если необходимо применение червячного редуктора для того чтобы установить самодельный механизм по передаче крутящего момента, то в это случае лучше использовать уже готовые б/у изделия от техники, в которой используется подобный вид передачи крутящего момента. В том случае, когда осуществляется самостоятельная разработка новых устройств, которые будут запатентованы, проектирование червячного редуктора следует заказать в конструкторском бюро, занимающемся подобными разработками.

Принцип работы

Основой всего передаточного механизма является червеобразный ведущий винт, в «честь» которого данные типы редукторов и получили своё название. Червячный винт взаимодействует с шестерней, осевой вал которой расположен под прямым углом. В результате такой сцепки происходит трансформация высокой скорости вращения входного вала с низким крутящим моментом, на вращение выходного вала с небольшой частотой, но значительно большим усилием. Компоновка червячного редуктора может быть различной. Если вал червячного редуктора вращается со скоростью ниже 5 м/с, то червяк располагается снизу, если скорость выше — то устанавливается редуктор с верхним червяком.

Большинство механизмов этого типа используются с одной передаточной ступенью, но иногда для регулирования соотношения может применяться двухступенчатый червячный редуктор.

Если скорость вращения вала более 10 м/с подшипники и гипоидные передачи должны смазываться под давлением. Если мотор тихоходный, то достаточно естественной циркуляции масла при вращении передачи.

Масло для червячных редукторов должно быть высокой вязкости, иначе процесс износа наиболее нагруженных частей редуктора значительно ускорится.

Рулевое управление

Он используется в автомобиле не только в мостах, но и в рулевой системе. На самом деле жидкостный рулевой редуктор – это старейшая система, которая прошла множество изменений, но технический принцип ее остался общим.

Рулевой редуктор в автомобиле служит для того, чтобы было легче крутить руль даже на автомобиле без усилителя руля.

Рулевой редуктор имеет ряд преимуществ, главным из которых является большое отношение передачи энергии. Можно сказать, что к достоинствам относится низкий шум работы редуктора и плавность хода. Рулевой редуктор также обладает и недостатками, главным из которых является быстрый износ цепного механизма и обильное выделение тепла. Приводом для рулевого преобразователя энергии служит рулевое колесо.

Система смазки редуктора

Каждый такой агрегат автомобиля имеет систему смазки. Масло под давлением подает на подшипники и цепной механизм. Помимо своей прямой обязанности система смазки охлаждает и выносит лишние элементы износа из корпуса редуктора, которые смогут привести в негодность цепные шестеренки. Эти элементы выходят из системы с маслом и задерживаются фильтром.

Чтобы масло не смогло вытекать из корпуса редуктора, требуются специальные сальники. Специальные сальники в автомобиле есть не только в этой системе. Эти сальники есть везде, где требуется герметичность. Для того, чтобы сальники создавали герметичность, сальники нужно правильно установить. Замена сальников является такой же сложной процедурой, как и ремонт редуктора. Первой причиной того, что требуется заменить сальники, является след масла на корпусе.

Ремонт редуктора

Несложный ремонт червячного редуктора можно осуществить собственными силами. Если мотор и привод объединены в одном корпусе, то следует аккуратно разобрать механизм.

Часть общего картера, в которой находится привод, также подлежит разбору. Если конструкция червячного привода изготовлена под высокоскоростной мотор, то, прежде чем приступать к разбору редуктора, необходимо слить трансмиссионное масло из корпуса.

В редукторе этого типа применяются высококачественные подшипники, поэтому наиболее часто необходимость ремонте возникает если шестерня и червяк изношены свыше предельных значений. Рабочая пара всегда подлежит одновременной замене на полный ремкомплект, который прежде чем поступить в торговую сеть, должен быть правильно подобран и испытан на специальном стенде.

Если износ червячной пары незначительный, то зазор можно ликвидировать, используя специальные шайбы-прокладки на ведомом валу.

Конструкция червячного редуктора также позволяет осуществить регулировку зацепления шестерни с червяком без разбора корпуса. Для этой цели используется болт, который встроен в корпус. Если имеется чертёж устройства, то можно без труда определить, где шестерня регулируется. Если чертёж отсутствует, то косвенным признаком регулировочного болта, будет наличие на нём контргайки, которая используется для фиксации отрегулированного зазора между червяком и зубчатым колесом. Крайне редко подшипники редуктора требуют замены. Обычно привод оснащается качественными шарикоподшипниками, которые не требуют замены или ремонта в течение всего эксплуатационного срока детали. Подшипники могут быть испорчены только в том случае, когда привод долгое время использовался без смазки или с применением некачественных смазочных материалов.

В заключении

Прочитав эту статью, можно узнать о том, какие редукторы лучше, как за ними правильно ухаживать. Подробно описаны сальники и то, для чего сальники необходимы в системе, их характеристики, тепловые процессы, происходящие в корпусе, каждая классификация червячных передач, преимущества и недостатки каждой из них.

Как самостоятельно отрегулировать рулевой редуктор

В автомобилях классических моделей, таких, например, как ВАЗ 2107, основным элементом рулевого механизма является редуктор. Благодаря ему вращательные движения руля через систему тяг передаются передним колесам. Ремонт редуктора ВАЗ 2107 – явление достаточно редкое. Единственный случай – это замена рулевой червячной пары, в связи со значительным ее износом.

В остальных случаях можно обойтись стандартной процедурой технического обслуживания рулевой системы. Эти операции не представляют особой сложности и могут быть свободно выполнены своими руками. В рамках технического обслуживания заводом-изготовителем рекомендуется контроль уровня и периодическая замена масла редуктора рулевого механизма. Для этого снятие его с автомобиля не требуется, все операции выполняются без разборки.

Контроль уровня выполняется при помощи тонкой чистой отвертки. Ключом на 8 откручиваем пробку и отверткой проверяем наличие масла. Его уровень должен быть чуть ниже заливного отверстия. Если уровень меньше необходимого, нужно долить масло.

Для замены необходимо в первую очередь слить старую смазку. Это можно сделать, выполнив снятие крышки редуктора рулевого механизма, которая крепится четырьмя болтами. После того, как все масло вытечет, крышку ставят на место, и через заливное отверстие заливают новое. На этом замена смазки в рулевой может считаться оконченной.

Кроме вопроса контроля масла, периодически рекомендуется проверять наличие люфта рулевого механизма ВАЗ 2107. При его наличии выполняется регулировка. Для работы понадобится большая плоская отвертка и ключ на 19. Желательно так же привлечь помощника, вдвоем работа будет выполнена намного быстрее.

Для регулировки необходимо ключом на 19 отпустить контрящую гайку и плоской отверткой постепенно закручивать регулировочный винт. При этом помощник проверяет люфт, находясь в салоне автомобиля. После окончания регулировки, придерживая отверткой винт, фиксируем его положение при помощи контргайки.

Если регулировка для устранения люфта не помогла, значит червячная пара имеет слишком большой износ, и необходим ремонт. В таком случае решить проблему может только ее замена. Эту работу также можно выполнить своими руками, не прибегая к помощи специалистов.

Здесь уже потребуется полное снятие редуктора с автомобиля ВАЗ 2107:

• Отсоединяют наконечники тяг рулевой системы – расшплинтовывают их и ключом на 22 скручивают гайки.
• Отпускают хомут, которым крепится колонка и редуктор.
• Откручивают три болта, которыми редуктор крепится к кузову.

Дальнейшее снятие и ремонт никаких затруднений не вызовет. Следует лишь помнить несколько основных правил:

1. Червячная пара меняется комплектом, оба элемента одновременно.
2. После разборки/сборки обязательно выполняется регулировка.
3. Старую смазку лучше не заливать, а заменить новой.

После того, как ремонт окончен, редуктор собирается и устанавливается в обратной последовательности.

Как осуществляется регулировка рулевого редуктора ВАЗ-2107 своими руками

В других случаях достаточно будет осуществить техническое обслуживание рулевой системы. Эти мероприятия не вызывают особых сложностей и могут быть выполнены собственноручно. Специалисты завода-изготовителя рекомендует следить за уровнем масла и периодически менять его в редукторе рулевого механизма. Снимать его с автомобиля для этого не требуется, все действия осуществляются без разборки.

Уровень проверяется чистой тонкой отверткой. Ключом на 8 мм откручивают пробку и замеряют наличие масла. Его уровень должен быть немного ниже заливного отверстия. Если уровень меньше, необходимо добавить масло.

Для замены в первую очередь нужно слить старую смазку. Это можно выполнить, сняв крышку редуктора, которая закреплена четырьмя болтами. После полного вытекания жидкости крышку монтируют на место и через отверстие для залива добавляют новое. На этом замена масла в рулевой системе считается оконченной.

Кроме осуществлен ия контроля смазки, рекомендуется периодически проверять наличие люфта. Если он имеется, делается регулировка. Для работы используется плоская большая отвертка и ключ на 19 мм. Желательно найти помощника, так как вдвоем регулировать намного быстрее.

Для осуществления процесса нужно ключом отпустить зажимную гайку и постепенно отверткой закручивать регулировочный винт. Помощник одновременно проверяет люфт, находясь в салоне машины. После завершения регулировки, придерживая винт отверткой, его положение фиксируют с помощью контргайки.

Если выполненная процедура не помогла устранить люфт, то это говорит о том, что червячная пара сильно износилась, и требуется ремонт. В такой ситуации проблема решается ее заменой. Эту работу можно сделать самостоятельно, без помощи специалистов.

Здесь уже необходимо снятие редуктора с ВАЗ-2107:

• отсоединяются наконечники рулевых тяг системы – они расшплинтовываются, и гайки скручиваются ключом на 22 мм;
• отпускается хомут, которым фиксируется редуктор и колонка;
• откручиваются три болта, крепящие редуктор к кузову.

Дальнейши й ремонт проблем не составит.

Нужно следовать лишь нескольким правилам:

• червячная пара меняется одновременно, комплектом;
• после выполнения сборки/разборки нужно сделать регулировку;
• старое масло не использовать, а заменить новой смазкой.

После окончания ремонта редуктор собирается и монтируется в обратной последовательности.

Ремонт рулевого редуктора: как это происходит

Рулевой редуктор — один из старейших узлов в устройстве автомобиля. Он, вместе с другими узлами рулевого управления, обеспечивает эффективное управление транспортным средством.

Задача редуктора — увеличивать усилие, которое водитель прикладывает, поворачивая руль. Не зависимо от того, есть в автомобиле усилитель руля или нет.

Абсолютное большинство современных авто оснащено редуктором с червячной передачей, которая состоит из зубчатого червячного колеса и винта-червяка. При всех преимуществах червячного редуктора:

• большое передаточное отношение;
• плавный ход;
• самоторможение;
• изначальное зацепление звеньев по линии;
• различные углы скрещивания валов —

его слабые места обуславливают основные проблемы, возникающие в процессе эксплуатации авто.

Неисправности рулевого редуктора

Червячный редуктор сильно греется, а его элементы достаточно быстро изнашиваются механически — это главные недостатки червячного редуктора.

Обычно автомобиль четко и ясно сигнализирует водителю, что пора проверить состояние редуктора:

• Люфт рулевого редуктора — возникают из-за износа элементов узла. Например, ослабел прижим червяка к центральным зубьям рейки.
• Стук появляется, если износились подшипники редуктора.
• Течь. Эту причину вычислить просто — под машиной появляются масляные пятна, а руль становится туже. Течь возникает, когда изнашиваются сальники, прокладки, манжеты.

Масло в редукторе выполняет те же функции, что и в гидроусилителе руля — отводит тепло и смазывает подвижные детали. И точно так же со временем утрачивает физико-химические свойства или вытекает (если нарушена герметичность редуктора). Недостаток смазки провоцирует механический и температурный износ элементов механизма. Поэтому своевременная замена масла рулевого редуктора предупреждает многие проблемы.

Как отремонтировать рулевой редуктор?

Отремонтировать редуктор достаточно сложно, т.к. этот узел требует тонкой настройки и идеально точной сборки. Поэтому лучше доверить работу специалистам. Но если у вас достаточно опыта, вы разбираетесь в устройстве и работе систем автомобиля, можно:

• Отрегулировать рулевой редуктор при люфте и стуках. Понадобится плоская отвертка, гаечный ключ соответствующего размера и помощник. Отпустите контргайку и потихоньку закручивайте регулировочный винт. В это же время помощник из салона проверяет люфт. Подтянув винт достаточно, зафиксируйте его гайкой.
• Если обнаружили течь или не помогла регулировка рулевого редуктора, узел придется разобрать: снять, открутить от тяг. Затем нужно снять заглушку вала, стопорную гайку, стопорное кольцо, аккуратно выбить вал и извлечь нижний сальник. Чтобы вытащить верхний сальник, уберите стопорный штифт и кольцо, достаньте втулку и прижимной механизм. Тщательно очистите все детали, обязательно замените уплотнительные элементы, подшипники, втулки замените.
  На СТО проверяют на биение валы, а зубчатое зацепление — на дефекты. Если у вас нет специального оборудования, состояние деталей вы можете оценить только визуально.

Отремонтировав рулевой редуктор, нужно правильно собрать и установить его. Самое важно — правильно выставить червяк и зубчатый вал, чтобы не было люфта и углы поворота были одинаковыми в обе стороны.

В автосервисах отремонтированные агрегаты проверяют на специальных стендах. В гаражных условиях вы можете проверить качество ремонта, только проехавшись на автомобиле: если машину на поворотах перекашивает, оперативно устраните проблему.