1) Назначение редуктора
Редукторные передачи нужны для того чтобы понизить угловые скорости и увеличить крутящие моменты
2) Типы редукторов
| U p =6 … 16 - цилиндриче-ская ступень прямозубая | ||||
| U p =6 … 16 - цилиндриче-ская ступень косозубая
|
||||
|
|
| I - входной вал; II - промежуточный вал; III - выходной вал. |
||
| Рис. 1.2. Схемы наиболее распространенных типов редукторов: |
||||
- - трехосный цилиндрический; - трехосный цилиндрический с раздвоенной быстроходной ступенью; - соосный; - трехосный коническо-цилиндрический; - червячный, с верхним расположением червяка; - червячный, с нижним расположением червяка.
3) Что называется ступенью редуктора
Пара сопряженных зубчатых колес в редукторе образует ступень.
4) Передаточное число
В зубчатой передаче передаточное число () - находится как отношение числа зубьев колеса () к числу зубьев шестерни ().
5) Что такое модуль
Модуль – доля делительного диаметра (окружности), приходящаяся на 1 зуб. Модуль характеризует высоту зуба.
6) В чем преимущества и недостатки косозубых и прямозубых передач
Косозубая
Преимущества:
позволяют передавать большую нагрузку при тех же габаритах
работают более плавно с меньшими шумами
лучше прирабатываются
позволяют нарезать без корригирования меньшее число зубьев, при котором отсутствует подрез.
Недостатки:
Наличие дополнительной осевой составляющей усилия в зацеплении, нагружающей подшипники.
7) Как в редукторах осуществляется смазка зубчатых колес и подшипников и от чего это зависит
Смазка зубчатых зацеплений и подшипников уменьшает потери на трение, предотвращает повышенный износ и нагрев деталей.
Смазывание зубчатых зацеплений производится окунанием колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса, до уровня обеспечивающего погружение колеса в масло. Объем масляной ванны редуктора принимают из расчета масла на 1кВт передаваемой мощности.
Выбор сорта масла начинают с определения необходимой кинематической вязкости масла в зависимости от окружной скорости. Затем по найденному значению вязкости определяем соответствующее масло: при контактных напряжениях.
8) Зачем нужны металлические прокладки под крышками подшипников
Подшипники регулируют набором тонких металлических прокладок которые ставят под фланец крышки подшипника.
9) Подшипники каких серий устанавливаются на валах редукторов
по габаритным размерам подшипники делятся на серии:
особолегкая
10) Какой необходимый уровень масла обеспечивает нормальную работу редуктора.
(см. вопрос 7). Как измерить уровень масла.
На маслоуказателе имеются реечки, по которым можно определить уровень масла.
11) Для каких целей используют штифты
ШТИФТ - цилиндрический или конический стержень для неподвижного соединения деталей. В корпусе редуктора – для насаживания крышки корпуса без смещения (ровно посадить крепежные отверстия)
12) Что происходит с крутящим моментом, мощностью и частотой вращения при переходе от ведущего вала к ведомому
Частота вращения увеличивается, крутящий момент увеличивается, мощность уменьшается
13) Как подразделяются подшипники по воспринимаемой нагрузке
радиальные, упорные, радиально-упорные, упорно-радиальные
14) Для чего нужны подшипники
Служат для поддержания вращающихся деталей и уменьшения трения в опорах.
15) На какие серии подразделяются подшипники и как они обозначаются
6 цифр. 4ая означает серию
1 - особолегкая
2 - легкая
3 - средняя
4 – тяжелая
16) По каким критериям осуществляется подбор и расчет подшипников качения
По динамической грузоподъемности
динамическая грузоподъемность – такая постоянная предельная нагрузка (радиальная для радиально-упорных и радиальных подшипников, осевая для упорных и упорно-радиальных), которая выдерживает подшипник в течение 1 млн. оборотов
17) Для чего в редукторе выполняется отдушина
Во избежание выброса масла и сравнивание давления создаваемого в редукторе с внешней средой, на крышке корпуса устанавливается отдушина.
В нашем случае это отверстие в маслоуказателе.
18) Для чего под гайки устанавливают пружинные шайбы
Пружинная шайба устанавливается против самоотвинчивания
19) Для чего нужны шпонки и как они выбираются и рассчитываются?
Шпоночные соединения служат для передачи крутящего момента от вала к ступице, насажанной на вал детали. Шпонки стандартизированы. Размеры шпонок назначают таким образом, что они являются равнопрочными по всем видам нагружения
Достаточно выбрать один критерий, например на смятие.
– передаваемый крутящий момент
– диаметр вала в месте установки шпонки
– рабочая длина шпонки
– высота шпонки
– глубина вхождения в вал
20) Что называется шероховатостью поверхности
Совокупность неровностей, образующихся при обработке, называют шероховатостью поверхности.
21) Для чего на рабочих чертежах проставляют отклонения от цилиндричности, соосности, параллельности, симметричности
Отклонения от цилиндричности, соосности, параллельности, симметричности на рабочих чертежах проставляются везде где есть сопряжения деталей
22) Что такое допуск
23) Что такое посадка
24) на что в курсовом проекте рассчитывают зубчатые колеса
Выбор подшипников
Расчет эквивалентной силы
Расчет долговечности
Расчет шпонки
Построение эпюры
Расчет вала на усталостную прочность
Расчет валов на усталостную прочность. Расчет валов на усталостную прочность выполняют как проверочный на основе конструктивного чертежа вала. В результате расчета на усталостную прочность определяется действительный k запаса прочности для опасного поперечного сечения вала. Опасным является то сечение, для которого запас прочности минимален
– запас прочности по изгибу
27) для чего строят эпюры изгибающих и крутящих моментов при расчете валов
Для наглядного изображения изгибающих и крутящих моментов в сечениях вала
28) что называют коэффициентом запаса прочности
, где
– запас прочности по изгибу
– запас прочности по кручению
29) как осуществляется сборка и смазка редуктора
Сборку редуктора начинают со сборки валов с устанавливаемыми на них деталями. Вначале в профезерованные в валах пазы закладывают шпонки и затем напрессовывают зубчатые колеса. Далее в соответствии с чертежом устанавливают кольца, сделанные с зазором. Затем устанавливают подшипники качения, предварительно подогретые в масле. Валы устанавливают в соответствующие гнезда корпуса редуктора. Редуктор закрывают крышкой с впрессованными в нее установочными штифтами и стягивают болтами. В сквозные крышки подшипников устанавливают уплотнения. Под крышки устанавливают комплекты регулировочных прокладок и прикручивают их болтами. В корпус вворачивают маслосливную пробку и через люк в крышке заливают необходимый объем масла. Проверяют маслоуказателем уровень масла и закрывают крышкой люк корпуса редуктора. Проводят окончательную регулировку и обкатку редуктора.
Основными параметрами редукторов являются тип, типоразмер и исполнение.
Типоразмер редуктора определяет тип и главный размер (параметр) тихоходной ступени.
- Для цилиндрического и червячного редукторов главным параметром является межосевое расстояние a w ,
- Для конического - внешний делительный диаметр колеса d 2 ,
- Для планетарного - радиус водила R.
- Одним из главных параметров редуктора является передаточное число (табл. П9 Приложения).
Параметрами редуктора являются
- коэффициенты ширины колес,
- модули зубчатых колес,
- углы наклона зубьев, а
- для червячного редуктора дополнительно - коэффициент диаметра червяка q.
Основная энергетическая характеристика редуктора - момент на выходном валу
где Р вх - мощность на быстроходном валу; ω вх - угловая скорость быстроходного вала; и - передаточное число редуктора; η - КПД редуктора.
Обозначение редукторов
В обозначении указывается
· схема сборки.
Если валы расположены в одной горизонтальной плоскости, в обозначении это не отражается. Если все валы расположены в вертикальной плоскости, в обозначении типа добавляют индекс В, если ось выходного вала вертикальна - добавляют букву Т, если ось быстроходного вала вертикальна - добавляют букву Б.
Цифрами указываются главный размер (параметр) тихоходной ступени и передаточное число редуктора.
Например, изображенный на рис. 14.3, а
редуктор обозначается Ц2-200-4: двухступенчатый цилиндрический редуктор, межосевое расстояние 200 мм, передаточное отношение 4.
Представленный на рис. 14.3, б редуктор обозначается Ч-140-25: червячный редуктор, межосевое расстояние 140 мм, передаточное отношение 25.
Опорами валов в редукторах чаще всего являются подшипники качения. Валы цилиндрических и конических редукторов, как правило, устанавливают на шариковых или роликовых конических подшипниках.
При относительно коротких валах осевая фиксация выполняется на двух опорах: один подшипник фиксирует вал в одном направлении, а другой - в другом (на рис. 14.4 тихоходный вал при указанном направлении силы F a 2 в осевом направлении фиксируется на опоре А, установка враспор). Установка вала на конических подшипниках враспор представлена на рис. 14.5. Таким подшипникам необходима осевая регулировка наружных колец, выполняемая с помощью винта 1.
Осевой зазор в подшипнике может также регулироваться изменением толщины прокладок 1 под крышкой подшипников (см. рис. 14.4). Для крепления коротких валов применяют установку подшипников врастяжку (на рис. 14.6 крепление быстроходного вала). При направлении силы F a , как показано на рис. 14.6, осевая фиксация происходит на опоре А. Стакан 2 используется для регулировки зазора в зацеплении конических колес.
Длинные валы закрепляют от осевых смещений в одной опоре, вторую опору выполняют плавающей (на рис. 14.4 осевая фиксация быстроходного вала на опоре В, опора Г - плавающая; на рис. 14.7 осевая фиксация вала червяка на опоре А, опора Б - плавающая). На плавающей опоре внутреннее кольцо подшипника крепится с обеих сторон уступами вала, пружинными кольцами, распорными втулками.
 |
Наружные кольца подшипников крепятся крышками. Крышки подшипников могут приворачиваться к корпусу винтами (рис. 14.6), под крышки помещают прокладки. Используют конструкции с врезными крышками, уступающими по герметичности (см. рис. 14.4, 14.5).
Смазывание редукторов
В редукторах обеспечивается смазывание зубчатых зацеплений и подшипниковых узлов. Масло в корпус заливают через пробки 1 в люках (см. рис. 14.6). Уровень масла контролируется масломерной иглой и с помощью специальных указателей уровня 3. В горизонтальных редукторах тихоходное колесо погружают в масло на половину ширины венца. Иногда используют специальные улавливатели, направляющие масло в пространство между подшипниками шестерни. В вертикальных редукторах обычно достаточно погружения колеса тихоходной ступени.
Уплотняющие устройства
Уплотняющие устройства предохраняют от загрязнения извне и предотвращают вытекание смазочного материала.
Для уплотнения подшипниковых узлов применяют контактные уплотнения - манжеты (см. рис. 14.7, опора Б), щелевые, лабиринтные, (см. рис. 14.4, опора Б).
Применяют также внутренние уплотнения подшипниковых узлов. При смазывании пластичным материалом подшипниковый узел прикрывают мазеудерживающими кольцами.
Глава 15. Муфты
Знать назначение, конструкции муфт основных типов, оценку муфт и области их применения; принцип подбора стандартных и нормализованных муфт и порядок проверки на прочность основных элементов.
Основные функции муфт - соединение валов и передача вращающего момента. Соединяя валы машин, муфты выполняют и ряд дополнительных функций: компенсируют перекосы и смещения валов, смягчают колебания и динамические нагрузки, обеспечивают при необходимости плавные пуски и остановки, предохраняют детали машин от перегрузок и изменения направления вращения.
Классификация муфт
Муфты подразделяют на
Постоянные (глухие, компенсирующие, упругие);
Сцепные управляемые;
самоуправляющиеся (автоматические) по моменту (предохранительные), по направлению движения (обгонные), по скорости (центробежные).
Типы муфт
1. Жесткие некомпенсирующие (глухие) муфты не допускают соединение валов со смещениями или перекосами валов.
Втулочные муфты (рис. 15.1, а) требуют соосности валов. Муфты изготовляют со штифтами и шпоночным пазом. Муфты просты в изготовлении, дешевы, но установка (монтаж) связана с необходимостью больших осевых перемещений валов. Муфты не позволяют посадки деталей с натягом, не обеспечивают жесткость валов.
Фланцевые муфты (рис. 15.1, б) наиболее распространены, в них необходимо обеспечить перпендикулярность торцовых поверхностей А к оси вала.
2. Жесткие компенсирующие муфты допускают соединения валов с незначительным смещением осей.
Особую группу составляют шарнирные муфты , допускающие значительные перекосы осей валов
Широко распространена зубчатая муфта (рис. 15.1, в). Наружная поверхность зубьев втулок муфты сферическая, зубья имеют эвольвентный профиль. Вследствие большого числа зубьев муфты имеют большую несущую способность и надежность. Муфты допускают смещение валов в осевом направлении до 8 мм, в радиальном - до 0,6 мм, перекос - до 1 0 30". Зубчатые муфты используют в широком диапазоне моментов и скоростей вращения, они технологичны и малогабаритны. Основные недостатки - скольжение зубьев и их износ; используется смазывание зубьев.
3. Упругие компенсирующие муфты смягчают толчки и удары, передаваемые через соединяемые валы, предохраняют от колебаний и компенсируют все виды перекосов валов. Муфты содержат неметаллические упругие элементы (из резины) или металлические - пружины, пакеты пластин.
Упругая втулонно-палъцевая муфта (МУВП) (рис. 15.1, г) состоит из двух полумуфт, соединенных через палец с надетыми на него резиновыми втулками. Муфта проста по конструкции, компактна и мала по массе, изнашивающиеся резиновые кольца легко заменяются. Муфты допускают осевые смещения до 5 мм, радиальные смещения - до 0,6 мм, перекосы - до 1°.
4. Сцепные управляемые муфты служат для соединения и рассоединения вращающихся или неподвижных валов. Муфты разделяются на муфты с профильным замыканием (кулачковые и зубчатые) и фрикционные. Муфты с профильным замыканием применяют для передачи значительных вращающих моментов, если не требуется плавность соединения.
Для плавного соединения и рассоединения валов используют фрикционные муфты (рис. 15.1, д - ж). Работа фрикционных муфт основана на создании сил трения между элементами муфты. Силу трения можно регулировать, меняя силу сжатия трущихся поверхностей. Управление муфтой может быть механическим, гидравлическим и электромагнитным. По форме трущихся поверхностей муфты разделяются на дисковые, конусные и цилиндрические. Различают сухие муфты и муфты, работающие со смазкой.
В процессе включения фрикционной муфты происходит проскальзывание, и разгон ведомого вала идет плавно. Муфта регулируется на передачу максимального момента, безопасного для элементов машины.
Для уменьшения габаритных размеров муфту выполняют с несколькими поверхностями трения - многодисковая муфта (см. рис. 15.1, д). Все диски муфты должны быть параллельными, плоскими и соосными, поэтому все диски устанавливают на одной из полумуфт - необходима абсолютная соосность валов.
Достоинствами конусных муфт (см. рис. 15.1, ё) являются малые силы включения, хорошая расцепляемость и простота конструкции. Основные недостатки - большие габаритные размеры и неуравновешенные осевые силы, передаваемые на валы.
В цилиндрической шинно-пневматической муфте (см. рис. 15.1, ж) осевых усилий на вал не создается, допускаются осевые смещения, момент легко регулируется.
Основные недостатки таких муфт - значительная стоимость резинового баллона и нестойкость резины к нефтепродуктам.
5. Сцепные самоуправляющиеся муфты предназначены для сцепления и расцепления валов при изменении заданного режима работы.
Для этого применяют обгонные муфты (свободного хода), передающие момент в одном направлении, центробежные муфты для соединения и рассоединения валов при достижении определенной частоты вращения и предохранительные муфты , выключающие механизм при перегрузках.
По принципу работы предохранительные муфты делят на
· пружинные,
· фрикционные и
· с ломающимся элементом.
По конструкции пружинно-кулачковые и фрикционные подобны сцепным управляемым муфтам.
Из муфт с ломающимся элементом широко распространена фланцевая муфта со срезанным штифтом (рис. 15.1, з). При перегрузке штифт срезается и полумуфты рассоединяются. Такие муфты просты по конструкции, имеют малые размеры, основной недостаток: для замены перерезанного штифта необходимо останавливать машину и заменять штифт.
Параметры часто используемых муфт см. в табл. П25-П27 Приложения.
Редукторы с червячным зацеплением - один из наиболее распространённых типов редукторов.
Червячная передача представляет собой зацепление червяка с червячным колесом. Червяк - это винт с нарезанной на нём резьбой, по профилю близкой к трапецеидальной. Червячное колесо - косозубое зубчатое колесо со специальным профилем зубьев. При вращении червяка витки резьбы перемещаются вдоль его оси и толкают в этом направлении зубья червячного колеса. Ось червяка скрещивается под прямым углом с осью червячного колеса, расстояние между ними - определяющий размер редуктора. В редукторах российского производства этот размер является составной частью обозначения редуктора и определяет его габарит. Например, Ч-80 - червячный одноступенчатый редуктор с межосевым расстоянием 80 мм, а Ч-100 соответственно имеет межосевое расстояние 100 мм.
Преимущества червячных редукторов и построенных на них приводов:
1. Поскольку входной и выходной валы червячного редуктора скрещиваются, привод на его основе обычно лучше компонуется в машине, занимая меньше места по сравнению с цилиндрическим редуктором (речь идет о редукторах с эквивалентными передаточным числом и передаваемой мощностью).
2.Передаточное число червячной пары может достигать 1:110 (в специальных случаях - ещё больше). Таким образом, червячная передача обладает гораздо большим потенциалом снижения частоты вращения и повышения крутящего момента по сравнению с другими видами передач. Достижение передаточных чисел такого порядка с использованием цилиндрических передач возможно только в трёхступенчатом редукторе (или в планетарном). В червячном для этого может быть использована только одна ступень. Это обстоятельство обуславливает относительную простоту и дешевизну червячных редукторов по сравнению с цилиндрическими (опять же речь идёт о сравнимых передаточных числах и передаваемых мощностях). Оборотной стороной этого преимущества, однако, является снижение КПД червячной передачи при увеличении её передаточного числа, об этом подробнее - см. раздел .
3. Низкий уровень шума передачи, определяющийся особенностями зацепления, позволяет использовать червячные редукторы в машинах с высокими требованиями к бесшумности привода. Здесь, однако, нельзя забывать о шумах, производимых двигателями и приводимыми в движение механизмами.
4. Плавность хода червячной передачи. Благодаря особенностям работы червячного зацепления червячные редукторы обладают большей плавностью хода по сравнению с цилиндрическими.
5. Уникальное свойство червячной передачи - «самоторможение» (другой термин, обозначающий это явление - «отсутствие обратимости»). Суть его в том, что при отсутствии вращения ведущего вала (червяка) ведомый вал затормаживается, и его невозможно провернуть. Это свойство начинает проявляться при передаточных числах от 35 и выше. Более корректно было бы здесь говорить не о передаточном числе, а об угле подъёма червяка, при уменьшении которого в определённый момент возникает самоторможение. Полное самоторможение достигается в передаче, в которой угол подъёма винтовой линии червяка равен или меньше 3.5°. Однако производители редукторов далеко не всегда предоставляют информацию об этом параметре в своих каталогах, и разработчикам приходится оперировать именно передаточными числами. Описанное свойство, в зависимости от области применения редуктора, может быть как достоинством, так и недостатком. Например, было бы конструкторской ошибкой применять червячный редуктор в приводе, скажем, закаточного устройства, при заправке которого требуется вручную поворачивать бобину с закатываемым листовым материалом, так как червячный редуктор даже с передаточным отношением меньше 25 довольно тяжело провернуть за ведомый вал. Наоборот, применение червячного редуктора (с большим передаточным числом червячной пары) в приводе подъёмника позволяет во многих случаях отказаться от установки дополнительного тормозного устройства.
6. Существуют исполнения червячных редукторов с полым выходным валом. Эти варианты редукторов (называемые также “насадными”) позволяют устанавливать редукторы непосредственно на валы исполнительных механизмов без применения соединительных муфт или дополнительных механических передач. Такая установка в сочетании с применением так называемых “реактивных штанг” или фланцевых исполнений редуктора упрощает конструкцию и уменьшает габарит привода:
Описанным преимуществом могут обладать не только червячные редукторы, но и другие типы редукторов, за исключением, пожалуй, соосных цилиндрических, где такая установка невозможна из-за их конструктивных особенностей. Здесь следует отметить, что иногда отсутствие предохранительной муфты между выходным валом редуктора и валом приводимого в движение механизма может привести к поломке редуктора из-за приложения нештатной нагрузки к выходному валу, превышающей номинальный выходной момент редуктора. В таких случаях задача конструктора - либо обеспечить отсутствие вероятности приложения таких нагрузок, либо защитить от них привод, например, с помощью муфты.
Сказанное в большей степени относится именно к червячным редукторам из-за их самоторможения.
Недостатки червячных редукторов и построенных на них приводов
1. КПД червячного редуктора ниже, чем КПД цилиндрического. Причём КПД снижается с увеличением передаточного отношения. Это влечёт за собой потери энергии - фактор, который в современном мире ни в коем случае нельзя сбрасывать со счетов. Например, КПД червячного редуктора Ч-80 с передачей 1:80 российского производства составляет 58%. Остальные 42% - потери на необратимое рассеяние энергии. Этот недостаток обусловлен повышенным по сравнению с другими типами передач трением скольжения витков червяка о зубья червячного колеса. В этом смысле червячная передача похожа на передачу «винт-гайка скольжения», тоже не отличающуюся высоким КПД. В период приработки под нагрузкой в течение 200…250 часов КПД может составлять 90% от номинального.
2. Нагрев. Это - следствие предыдущего недостатка. Та кинетическая энергия, которая не была передана червячной передачей, превращается в тепло. Не зря на корпусах именно червячных редукторов выполнены рёбра, делающие их похожими на батареи центрального отопления. Некоторые крупногабаритные червячные редукторы поставляются с вентиляторными крыльчатками на свободном торце быстроходного вала. В других случаях приходится организовывать принудительную циркуляцию масла в корпусе редуктора. Сказанное относится к редукторам с большой передаваемой мощностью (свыше 4…5 кВт). В случаях с меньшей мощностью дополнительные меры по отводу тепла, как правило, не требуются. Однако, нагрев корпуса червячного редуктора при его работе всегда имеет место.
3. Самоторможение (подробнее - см. «преимуществ»). Его появление иногда вредно - в тех случаях, когда выходной вал требуется провернуть без включения привода червячного редуктора.
4. Ограничения по передаваемой мощности. Технической литературой не рекомендуется использовать червячную передачу при передаваемой мощности более 60 кВт (источник - Справочник конструктора-машиностроителя В. И. Анурьева, т. 2, стр. 606, издание 2001 г.). Червячные редукторы на более высокую мощность, однако, существуют. Это, в основном, глобоидные червячные редукторы , применяемые в специальных случаях (например, приводы лифтов и подъёмнкиов). И всё же при выборе редуктора на такую мощность рекомендуется преимущество отдать цилиндрическим типам редукторов. Насколько мне известно, ведущие зарубежные производители червячных редукторов в основной своей массе выпускают червячные редукторы на передачу мощности до 15 кВт.
5. Люфт выходного вала. Такой люфт существует в любом из типов редукторов, однако, в червячных редукторах его величина, как правило, больше и увеличивается по мере износа.
6.Ресурс червячных редукторов принято считать ниже, чем цилиндрических. Это очень условное утверждение, но из-за наличия повышенного по сравнению с другими типами редукторов трения скольжения в зацеплении износ действительно имеет место. Российские производители редукторов предоставляют следующие данные по параметрам рабочего ресурса редукторов с разными типами передач:
7. Работа червячного редуктора в условиях неравномерных нагрузок на выходном валу, а так же при частых пусках-остановах не рекомендуется.
Применение червячных редукторов
Спектр применения чрезвычайно широк. Транспортеры, конвейеры, подъёмники, насосы, мешалки, приводы ворот, металлообрабатывающие станки, в том числе для выполнения фрезерных работ . Там, где требуется бюджетное решение по понижению частоты вращения привода и увеличению крутящего момента в условиях отсутствия значительных ударных нагрузок и невысокой периодичности включений, там ставьте червячный редуктор. Однако, всё же это слишком категоричное утверждение. Не претендуя на абсолютную непогрешимость против истины, попробую все же сформулировать основные рекомендации по применению червячных редукторов:
1. В случае, если не требуется самоторможения, и передаточное число редуктора должно быть больше 25 - применяйте цилиндро-червячные редукторы. КПД такого редуктора будет выше за счёт снижения передаточного отношения на червячной ступени. Соответственно - появится экономия затрат на электроэнергию и увеличение ресурса работы.
2. Не ставьте червячные редукторы в привода механизмов, находящихся под ударными нагрузками. При долговременной работе с ударами червячный редуктор может перегреваться, и у него резко снизится ресурс. Автор этих строк был свидетелем вскипания масла в редукторе, передающем мощность 4 кВт после нескольких часов его работы в качестве привода барабана шероховального устройства, на который воздействовала периодическая ударная нагрузка от ножа, срезающего шашки протектора изношенных покрышек.
3. Имеет большое значение схема установки редуктора в пространстве. Базовой и наиболее рекомендуемой по условиям смазывания передачи является схема, когда ось червяка - внизу, а ось колеса - вверху:
Возможна другая ориентация в пространстве, при заказе внимательно рассмотрите соответствие обозначения схемы расположения редуктора с действительностью! При наличии несоответствия из редуктора может вытечь масло, червяк может работать «всухую» или, наоборот, быть полностью погруженным в масло. Всё это ведёт к резкому сокращению ресурса. При верхнем расположении червяка техническая литература рекомендует снизить значение номинального крутящего момента на выходе на 20%.
4. Применение реактивной штанги или фланцевого крепления более предпочтительно, чем установка редуктора на лапах. См. «Преимуществ».
5. Не рекомендую применять червячные редукторы в системах позиционирования. Имеющийся в передаче люфт может негативно влиять на точность (здесь, конечно, всё зависит от конкретных условий - если выходной вал соединен, например, с ходовым винтом, имеющим небольшой шаг, а требуемая точность позиционирования гайки ±1 мм, червячный редуктор вполне подойдет).
6. При выборе типа редуктора применительно к червячному всегда необходимо осознавать возможность появления самоторможения и всего, что из этого свойства вытекает. Не ставьте червячный редуктор на привод колёсной пары тележки, если её необходимо будет иногда катать вручную. Тяжело будет катать.
7. Перед пуском нового редуктора в работу под нагрузкой рекомендуется его обкатать в холостом режиме (без рабочей нагрузки или с пониженной нагрузкой) в течение 15…20 часов для приработки трущихся поверхностей.
8. Червячному редуктору в общем случае требуется более густая смазка, чем другим видам редукторов.
Детали машин
И прикладная механика
Лабораторные работы
Учебно-методическое пособие
Издательство
Иркутского государственного технического университета
Детали машин и прикладная механика. Лабораторные работы : учебно-методическое пособие / сост. : В.К. Еремеев, Ю.Н. Горнов, А.Г. Осипов, А.И. Писарева. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013. – 102 с.
Учебно-методическое пособие соответствуют требованиям ФГОС-3 укрупнённых групп специальностей: 150000 Металлургия, машиностроение и материалообработка; 220000 Автоматика и управление; 160000 Авиационная и ракетно-космическая техника; 190000 Транспортные средства по направлениям подготовки 150400 Технологические машины и оборудование, 151000 Конструкторско-технологическое обеспечение автоматизированных машиностроительных производств, 220300 Автоматизированные технологии и производства, 220400 Мехатроника и робототехника, 150200 Машиностроительные технологии и оборудование, 160100 Авиастроение, 190205 Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование. По каждой работе в сжатом виде приведен теоретический материал, раскрывающий принцип функционирования рассматриваемого узла. Приведены цель и порядок выполнения работ. Подробно описано используемое лабораторное оборудование и правила его безопасной эксплуатации. Приведена форма отчёта по каждой работе.
Предназначено для студентов всех форм обучения по вышеуказанным направлениям.
Рецензент
д-р. техн. наук, профессор, заведующий кафедрой «Технология машиностроения» ИрГТУ, член УМО по технологии машиностроения
Д. А. Журавлёв
© Иркутский государственный
технический университет, 2013
Лабораторная работа 1
РАЗБОРКА, СБОРКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЗУБЧАТОГО
РЕДУКТОРА
Цель работы: ознакомление с конструкцией цилиндрических редукторов и назначением его деталей, составление кинематической схемы редуктора, определение геометрических параметров зацепления путем их замера и расчета; определение точности зубчатых передач.
Описание редуктора
Механизм, состоящий из передач зацеплением (конических, червячных и др.) с постоянным передаточным числом, предназначенный для понижения угловой скорости и повышения крутящего момента, называется редуктором.
Наибольшее распространение получили двухступенчатые редукторы
(65 % от общего числа). Двухступенчатый цилиндрический зубчатый редуктор выполняется по развернутой (рис. 1,а и б) или соосной (рис. 1,в) схемам. Наиболее распространена простая развернутая схема (рис. 1, а).
Рис. 1. Кинематические схемы редукторов
Однако несимметричное расположение колес приводит к повышению концентрации нагрузки по длине зуба. Валы в таких редукторах должны иметь повышенную жесткость. Редукторы с раздвоенной тихоходной ступенью (см. рис.1, б) позволяют значительно уменьшить концентрацию напряжений и повысить угол наклона зубьев.
Редукторы соосные (см. рис. 1, в) удобны при компоновке привода. В таких редукторах зубчатые колеса на входном и выходном валах расположены симметрично, но значительно удлинен промежуточный вал.
Рис. 2. Редуктор цилиндрический
Для лабораторной работы используются стандартные редукторы, выполненные по развернутой схеме. Общий вид редуктора приведен на рис. 2. Корпус редуктора разъемный, корпусные детали отлиты из серого чугуна марки СЧ12 или СЧ15 (ГОСТ 1412-85). У гнезд подшипников на корпусе 1 и крышке 2 имеются приливы (бобышки), что позволяет стягивающие болты 15 приблизить к отверстиям под подшипники, увеличив этим жесткость болтового соединения. Два штифта 16 предназначены для фиксирования положения крышки редуктора относительно корпуса. В верхнем поясе корпуса имеются отверстия для отжимных винтов, облегчающих разборку редуктора. Шестерня быстроходной передачи 3 выполнена заодно с входным валом редуктора, зубчатое колесо 6 насажено с натягом на промежуточный вал- шестерню 4. Тихоходная передача имеет аналогичное конструктивное решение.
Материал выходного вала 5 – углеродистая конструкционная сталь (ГОСТ 1050-88) марок 35, 45, 50 или легированная конструкционная сталь (ГОСТ 4643-71) марок 40Х, 45Х и т. п. Для изготовления валов-шестерен
3, 4 и зубчатых колес 6, 7 принимаются углеродистые качественные конструкционные стали марок 40, 45, 50,50Г и др. или легированные стали марок 40Х, 45Х, 40ХН и др.
Опорами валов служат радиальные или радиально-упорные подшипники 18. Они воспринимают радиальные и осевые нагрузки, возникающие в косо-зубых передачах. Осевое фиксирование всех валов выполнено по схеме "враспор": торцы внутренних колец подшипников упираются в буртики вала или торцы распорных втулок 20, внешние торцы наружных колец упираются в торцы крышек подшипников. Различают крышки подшипника сквозные 8 и глухие 9. Если установлены нерегулируемые подшипники (радиальные или радиально-упорные шариковые), то для компенсации тепловых деформаций между торцом крышки и наружным кольцом подшипника предусматривают зазор С = 0,2...0,5 мм. Внутренние кольца подшипников установлены на валы с натягом во избежания обкатки кольцом шейки вала, развальцовки посадочных поверхностей и контактной коррозии. Наружные кольца собирают по посадке, обеспечивающей нулевой или небольшой зазор, необходимый при монтаже, а также допускающий осевое перемещение подшипника при тепловом удлинении вала.
Смазка зубчатых колес производится окунанием их в масло, залитое в корпус.
Вместимость масляной ванны должна быть не менее 0,35...0,5 л на 1 кВт передаваемой мощности во избежание быстрого старения масла и взбалтывания продуктов износа. Уровень масла должен обеспечить погружение быстроходного колеса в масло приблизительно на две высоты зуба. Контроль уровня масла осуществляется жезловым маслоуказателем 12. Масло заливается через смотровой люк 10. Для слива отработанного масла в нижней части корпуса имеется маслоспускное отверстие, закрытое пробкой 13. Для устранения утечки масла и попадания внутрь редуктора пыли и грязи в сквозных крышках устанавливаются уплотнения 19.
Подшипники смазываются разбрызгиванием масла. На быстроходном и промежуточном валах со стороны шестерен перед подшипниками установлены маслосбрасывающие кольца 17, предохраняющие подшипники от переполнения маслом.
Отдушина 11 позволяет выравнивать давление внутри корпуса с атмосферным.
Определение основных параметров редуктора
Передаточным числом редуктора называется отношение числа зубьев колеса к числу зубьев шестерни
Передаточное число редуктора равно произведению передаточных чисел ступеней
u = u 1 ∙u 2 .
Межосевое расстояние а ω (рис. 3) в передачах без смещения исходного контура равно делительному межосевому расстоянию
,
где d 1 и d 2 – делительные диаметры соответственно шестерни и колеса (рис. 4).
Делительный диаметр d = z∙m t ,
где m t –торцовый модуль.
Диаметр вершин зубьев d a = d+2m n .
Диаметр впадин зубьев d f = d - 2,5m n ,
где m n – нормальный модуль.
На рис 5 изображен план косозубой исходной рейки, на которой нанесены линии зубьев, составляющие с осью нарезаемого колеса угол β называемый углом наклона линии зуба. Направление наклона определяется направлением винтовой линии зуба. Если линия зуба поднимается слева направо (см. зуб шестерни на рис 3), то зуб правый. При этом направление взгляда – вдоль оси.
Отношение шага зубьев р n , измеренного в сечении нормальной плоскостью п-п, к числу π называется нормальным модулем т n . Нормальный модуль является расчетным для исходного производящего контура. Он должен соответствовать стандартному значению. Модули, мм, по ГОСТ 9563-81:
Ряд1 1,25 1,5 2 2,5 3 4
Ряд2 1,375 1,75 2,25 2,75 3,5 4,5
Отношение шага зубьев p t измеренного в сечении торцовой плоскостью
t– t называется торцовым модулем.
Из рис. 5 следует .
Рис. 3 Косозубая зубчатая передача Рис 4. Зубчатое колесо
Рис 5. Исходная косозубая рейка
©2015-2017 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Передаточное число это - отношение числа зубьев колеса к числу зубьев шестерни в зубчатой передаче, числа зубьев колеса к числу заходов червяка в червячной передаче, числа зубьев большой звёздочки к числу зубьев малой в цепной передаче, а также диаметра большего шкива или катка к диаметру меньшего в ремённой передаче.
Червячный редуктор i=5 – 100
Цилиндрический редуктор i=5.38 – 353.98
Конический редуктор i=7.62 – 442.76
Планетарный редуктор i=3 – 3150
КПД (Коэффициент полезного действия) - характеристика эффективности системы (устройства, машины, ) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарно затраченной энергии.
Жесткость - это способность редуктора сопротивляться действию внешних нагрузок с деформациями, допустимыми без нарушения работоспособности изделия. Жесткость при кручении [Нм/угл.мин.] определяется как число приложенного крутящего момента и полученного угла кручения. Также показывает какой крутящий момент требуется для скручивания выходного вала на одну угловую минуту.
Для отображения комментариев нужно включить Javascript