Редукторы.

Редукторами называют механизмы, состоящие из передач зацепления с постоянным передаточным отношением, заключенным в корпус. Редукторы предназначены для понижения угловой скорости выходного вала в сравнении с входным. Уменьшение угловой скорости сопровождается увеличением вращающего момента на выходном валу. Такие механизмы могут подобным образом повышать угловую скорость и их называют мультипликаторами.

По типу передач редукторы бывают:

1. простые:- цилиндрические;- конические;- червячные;

2. планетарные;

3. волновые;

4. комбинированные.

По числу пар звеньев в зацеплении: - одноступенчатые;

• двухступенчатые;

• трехступенчатые.

По расположению осей валов в пространстве: - параллельными;

• соосными;

• персекающимися;

• перекрещивающимися.

ip = 8...200

Редуктор i = const.

Коробка скоростей i - перемен.

Раздаточная коробка i = const и перед. М_кр на несколько валов для отбора мощности.

Тема: "Валы и оси. Подшипники".

План.

1. Назначение, область использования.

2. Конструктивное исполнение.

3. Расчет.

4. Маркировка

В механических передачах, различных узлах машин содержится ряд деталей, предназначенных для поддержания вращающихся элементов машин - шкивов, звездочек, шестерен.

Эти детали называются осями и валами.

По конструкции оси и прямые валы мало отличаются друг от друга, но характер их работы различен:

Оси - являются поддерживающими деталями и воспринимают только изгибающие нагрузки.

Валы - представляют собой звенья механизма, передающие М_кр и, помимо изгиба, испытывающие кручение.

Нагрузки, воспринимаемые осями и валами, передаются на корпуса, рамы или станины машин через опорные устройства - называемые подшипниками.

По назначению валы разделяются:

• на валы - передачи, несущие детали передач;

• на коренные валы машин, несущие рабочие органы машин: диски турбин, кривошипы.

По форме геометрической оси валы бывают: прямые ( сплошные и полые); коленчатые; гибкие.

По форме и конструктивным признакам:

-валы постоянного поперечного сечения;

-ступенчато-переменного сечения;

-с фланцами;

-валы-шестерни, валы-червяки.

Части валов и осей, непосредственно соприкасающиеся с подшипниками, носят общее наименование - цапфы.

Цапфа, расположенная на конце вала и воспринимающая R нагрузку, называется шипом.

Цапфа, расположенная на средней части вала и воспринимающая R нагрузку, называется шейкой.

Цапфы, передающие на опоры осевые нагрузки, называются пятами.

По конструктивной форме различают шипы: - цилиндрические;

• конические;

• сферические.

Р асчет валов.

М_и - изгибающий момент;

[G_и] – дополнительное н апряжение изгиба;

[ t] - дополнительное напряжение на кручение.

Расчет валов на выносливость сводится к определению коэффициента запаса прочности в опасном сечении.

n_d - коэф. Лапаса прочности по изгибу; n_e - коэфлапаса прочностипо кручению.

Критическое число оборотов вала:

f - статистический прогиб вала от веса деталей.

Материалы: для валов - углеродистые стали Сталь 5, 40Х, 45 с термообработкой улучшение; а для быстроходных валов Сталь 20 и Сталь 20Х.

Подшипники.

Подшипники служат опорами для валов и вращающихся осей. Качество подшипников влияет на работоспособность и долговечность машин.

По виду воспринимаемой нагрузки подшипники бывают:

• радиальные, воспринимающие радиальные нагрузки;

• упорные, воспринимающие осевые нагрузки; ( упорные подшипники скольжения называются подпятники);

• радиально-упорные, воспринимающие радиальные и осевые нагрузки.

По виду трения различают:

• подшипники скольжения, в которых опорная поверхность оси или вала скользит по рабочей поверхности подшипника;

• подшипники качения, в которых используется трение качения благодаря установке шариков или роликов между опорными поверхностями оси или вала подшипников.

Подшипники скольжения.

Состоят из корпуса и помещенных в нем вкладышей, на которые опирается цапфа.

Рабочая поверхность (вкладыша) подшипника, как и форма цапфы вала, может быть цилиндрической, плоской, конической, сферической.

Подшипники скольжения могут быть разъемными и неразъемными.

1 - вкладыш

2 - корпус

Вкладыши устанавливаются в корпусе с натягом, недопуская их проворачивания.

К материалу вкладыша предъявляются жесткие требования: высокая износостойкость, пластичность, теплопроводность и др.

Вкладыши изготавливаются металлическими ( бронза, чугун), биметаллическими (сталь и чугун, покрываемые баббитом), из порошковых материалов, пластмасс.

h_{подш. скольж.} = 0,95...0,98

В зависимости от конструкции в них применяется жидкостная, гидродинамическая или гидростатическая смазка.

Преимущества подшипников скольжения:

• малые размеры в радиальном направлении;

• возможность применения разъемных подшипников;

• допускают высокую частоту вращения ( до 100000мин-¹);

• возможность работать в воде и агрессивных средах

• возможность применения в вибрационных и ударного действия механизмах;

• возможность регулирования радиального зазора, и точную установку оси вала.

Недостатки :

• высокие потери на трение, то есть низкий к.п.д.

• неравномерный износ подшипника и цапфы;

• применение в них дорогостоящих материалов;

• большая длина в осевом направлении.

Расчёт подшипников.

При расчете используются графические методы. Графики упрощают расчет и позволяют быстро ориентироваться при выборе основных па­раметров. По ним определяют например величину l/d и h ( толщина масляного слоя).

Выбранная величина l/d проверяется по условному давлению в подшипнике:

Далее определяют коэффициент запаса надежности подшипника по толщине масляного слоя:

h_Kp - критическая толщина;

h - расчетная толщина.

Подшипники качения.

Опоры валов и осей, в которых трение скольжения заменено трением качения называются подшипниками качения.

В настоящее время подшипники качения являются основными вида­ми опоры в машинах. Мировой выпуск их измеряется миллиардами штук в год.

Подшипники качения изготовляют различной конструкции с наруж­ным диаметром от 1 до 2600 мм и массой от 0,5 г до 3,5 тонн.

Подшипники качения состоят: из наружного и внутреннего колец с дорожками качения, тел качения, сепараторов, разделяющих и нап­равляющих тела качения.

По направлению воспринимаемой нагрузки:

• радиальные ( R );

• радиально-упорные ( R и S);

• упорные ( S);

• упорно-радиальные ( S и R).

По форме тел качения: - шариковые;

- роликовые (цилиндрические конические, бочкообразные, игольчатые, витые).

По числу рядов тел качения: - однорядные;

• двухрядные;

• четырехрядные.

По способу самоустановки: - несамоустанавливающиеся;

- самоустанавливающиеся (сферические).

В зависимости от нагрузочной способности и размеров (при диаметре = const), расточки внутреннего кольца подшипники по ГОСТ:

I. по радиальным размерам - серии: - сверхлегкие;

• особо легкие;

• легкие;

• средние;

• тяжелые. II. по ширине - серии: - узкие;

• нормальные;

• широкие;

• особо широкие.

1 - шариковый радиальный; 2 - шариковый радиальный сферический двухрядный; 3 - шариковый радиальный упорный; 4 - радиальный роликовый; 5 - роликовый упорный; 6 - роликовый радиальный сфери­ческий; 7 - роликоподшипник игольчатый; 8 - шариковый упорный.

М аркировка:

диаметр: 5

серия подшипников

тип подшипника

конструктивные особенности

серия по ширине