Определение основных параметров редуктора

Детали машин

И прикладная механика

Лабораторные работы

Учебно-методическое пособие

 

Издательство

Иркутского государственного технического университета

2013

УДК 621.81

ББК 34.44

 

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 +2 m_n.

Диаметр впадин зубьев    d_f = d - 2,5 m_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