ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

НОВОЧЕРКАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

В.Е.ГРИЦЕНКО, Н.В.БАБЕНКО, А.С.БЛАГОВЕСТНЫЙ

КОМПОНОВКА ПРИВОДОВ МАШИН И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВАРНЫХ РАМ

учебное пособие

Новочеркасск 1994

ББК 34.41

Г 85

УДК 62-34/-38+62.21.001.66(075.8)

Рецензенты: д-р техн.наук В.Т.Логинов

канд . техн.наук Б.Г.Гасанов

Гриценко В.Е., Бабец Н.В., Благовестный А.С.

Г.85. Компоновка приводов машин и конструирование сварных рам:

Учеб.пособие. Новочеркасск:Новочерк.гос.техн.ун-т., 1994. 56с

ISBN 5-230-11480-0

Рассмотрены основные принципы размещения сборочных единиц приводов машин на раме с учётом их массы и стоимости. Приведены рациональные конструкции сварных рам, методы их сварки и последующей обработки.

Пособие предназначено для студентов механических специальностей всех форм обучения, выполняющих курсовые проекты по основам конструирования и деталям машин. Оно может быть использовано также при выполнении дипломных проектов по строительным, дорожным и подъемно-транспортным машинам

Г Без объявл. УДК 62-34/-38+62.21.001.66(075.8)

Владимир Ефимович Гриценко

Николай Васильевич Бабец

Александр Сергеевич Благовестный

КОМПОНОВКА ПРИВОДОВ МАШИН И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВАРНЫХ РАМ

Учебное пособие

_________________________________________________________________________

Редактор Н.А.Юшко

Техн.редактор Ж.В.Паршина

_________________________________________________________________________

ЛР № 020417.12.02.93г.Подписано в печать 8.04.94г.

Формат60х84 1/16. Бумага оберточная. Печать плоская ( ротапринт)

Усл.п.л.3.25.Уч.изд.л.3,5. Усл.кр.-отт.3,37. Тираж450. Заказ

С 41.

_________________________________________________________________________

Новочеркасский государственный технический университет

Типография Новочеркасского государственного технического университета

Адрес университета и типографии:

346400, г.Новочеркасск, ул.Просвещения. 132

ISBN 5-230-11480-0 © Новочеркасский государственный технический университет, 1994

© Гриценко В.Е.,1994

© Бабец Н.В.,1994

© Благовестный А.С., 1994

I. Компоновка привода

Под компоновкой понимают размещение в пространстве сбо­рочных единиц, входящих в проектируемое изделие. От того, нас­колько удачно решены вопросы компоновки, зависят габарита из­делия, удобство его эксплуатации, внешний вид, а зачастую, и его производительность. Задача конструктора - критически оце­нить достоинства и недостатки каждого варианта и выбрать опти­мальный для конкретных условий эксплуатации, уделяя внимание требованиям техники безопасности, удобству работы, обслужива­ния и ремонта, а также требованиям технической эстетики. Наи­более наглядно и быстро компоновка получается при использова­нии макетов входящих в привод сборочных единиц, выполненных в натуральную величину. В последние годы при разработке компо­новки все шире применяется компьютерная техника. В курсовом проекте обычно компоновочный чертеж выполняется с соблюдением правил инженерной графики на чертежной бумаге, в том числе миллиметровой.

Итак, компоновку привода выполняют для выбора положения двигателя, редуктора, дополнительных передач и других сбороч­ных единиц на раме или корпусной детали проектируемого уст­ройства. Одновременно уточняют габариты изделия и проверяют правильность выбора материалов для изготовления отдельных деталей, уточняют массу сборочных единиц.

Необходимо помнить, что при сборке или ремонте отдельных сборочных единиц они должны устанавливаться на предназначен­ные для них места без дополнительных пригоночных операций и без демонтажа окружающих деталей. Вращающиеся части должны быть закрыты кожухами, ограждениями, которые могут затруднить доступ к указателю уровня масла, маслосливным пробкам и другим деталям. При установке двигателя и редуктора на обшей раме и соединении их валов муфтой, желательно, чтобы высота. h1 от плоскости опорной поверхности двигателя до оси вала бы­ла бы равна расстоянию h2 от плоскости опоры редуктора до оси его входного вала (рис.1.1), тогда конструкция рамы получается более простой. Чаще всего на раме устанавливают двигатель и редуктор, остальные элементы размещают на корпусе приводимого устройства

Рис. 1.1

При конструировании необходимо стремиться к получению наименьших габаритных размеров и массы сборочных единиц, за исключением тех случаев, когда эти размеры определяются условиями технологического процесса (например, размеры прессов для изготовления крупных кузовных деталей автомобилей) или другими требованиями (необходимостью получения достаточного сцепного веса тепловоза, электровоза, некоторых типов дорож­но-строительных машин и т.п.).

Определение основных размеров проектируемого изделия поз­воляет более объективно оценить правильность выбранных конст­руктивных решений, расход материалов, занимаемую площадь в помещении. В настоящее время для оценки совершенства конструк­ций пользуются удельными показателями, получаемыми делением абсолютной величины выбранного частного показателя на базовый. Например, к таким показателям относится масса или вес изделия, приходящаяся на единицу крутящего момента, отношение расстоя­ния между валами к крутящему моменту на тихоходном валу к др. Так, для транспортных машин чаще всего значение отношения мас­сы редуктора к крутящему моменту лежит в пределах 0,14 - 0,20 кг/Н·м, для редукторов в общем машиностроении при непре­рывном режиме работы этот показатель находится в пределах 0,05...0,2 кг/Н·м. На величину указанного показателя определен­ное влияние оказывает передаточное отношение редуктора и допус­каемые контактные напряжения. Расчеты показывают, что уменьше­ние межосевого расстояния на 20% приводит к снижению массы зуб­чатых колос в два раза, а увеличение межосевого расстояния на 20% по отношению к номинальной величине увеличивает массу зуб­чатых колес более чем в 1,7 раза. Изменения межосевого рассто­яния в нужную сторону добиваются соответствующим выбором мате­риалов дли изготовления зубчатых колес и применением различных видев упрочнения (закалки, азотирования и т.п.). Известно так­же, что увеличение допускаемого контактного напряжения в 1,5 раза приводит к уменьшению межосевого расстояния на 20%, т.е. к снижению массы зубчатых колес более чем в два раза, умень­шение же допускаемых напряжении на 40% по сравнению с номиналь­ным значением приводит к увеличению межосевого расстояния в 1,4 раза и к увеличению массы зубчатых колес примерно в три раза. Учитывая большое влияние указанных параметров на массу и стои­мость изделий обычно проводят несколько вариантов расчетов, до­биваясь получения оптимального результата. Если при выполнении курсового проекта межосевое расстояние каждой ступени получа­ется более 350 мм, рекомендуется изменить вид термической или химико-термической обработки материалов шестерни и зубчатого колеса, либо перейти на использование материалов с более высо­кими механическими свойствами с целью уменьшения габаритов проектируемого устройства.

Рассмотрим несколько примеров компоновки привода. На рис. 1.2 показан вариант привода с использованием соосного редукто­ра, на рис. 1.3 - коническо-цилиндрического редуктора. На рис. 1.4 показана компоновка привода, состоящего из электродвигате­ля, муфты и цилиндрического редуктора. Тихоходный вал редук­тора может выходить либо в сторону двигателя, либо в противопо­ложную сторону. В первом случае обеспечивается удобное обслужи­вание редукторе и достаточно хороший доступ к двигателю. Обычно такой вариант применяют при использовании после редуктора отк­рытой зубчатой или цепной передачи. Для надежной работы допол­нительной зубчатой передачи необходимо обеспечивать жесткую связь между рамой привода и корпусной деталью приводимого устройства. При использовании цепной передачи применяет ро­ликовое натяжные устройства, так как осуществлять натяжные цепи применением рамы привода, либо ведущего вала приводи­мого устройства, оказывается с ложно.

Рис. 1.4

Если между двигателем и редуктором имеется ременная передача, редуктор закрепляют на раме, а двигатель устанавливают на салазки или плиту натяжного устройства ременной передачи. Обеспечивать одинаковую высоту валов двигателя и редуктора над рамой не требуется, так как ременная передача может работать с любыми углами наклона межосевой линии к горизонту. Подобная рекомендация может быть отнесена к приводам, содержа­щим цепные передачи.

На рис. 1.5 показана компоновка,- обеспечивающая удобный доступ ко всем сборочным единицам, однако длина рамы в этой случае получается большой. Подшипники ведомого вала привода при большом расстоянии между ними размещают в отдельных кор­пусах [19.С.54.-62,233-245] . Неизбежные погрешности изготов­ления и монтажа, а также возможные деформации металлоконст­рукции и самого вала под действием эксплуатационных нагрузок требуют применения в таких условиях самоустанавливаюшихся сферических подшипников. Одну из опор делают фиксирующей, дру­гую - плавающей.

Рис.1.5

При небольшом расстоянии между подшипниками их рекомендуется устанавливать в общем корпусе, размеры которого опре­деляются конструктивно. Правила конструирования такого кор­пуса не отличаются от правил конструирования корпуса редук­тора. При использовании компоновки, показанной на рис. 1.6, длина привода уменьшается, но доступ к редуктору и открытой зубчатой передаче затруднен. Компоновка по рис. 1,7 делает привод компактным, обеспечивается хороший доступ к редуктору к открытой зубчатой передаче, однако возникает необходимость в установке дополнительного вала, муфты и двух подшипников.

Рис 1.7

Если редуктор получается значительно меньшим, чем элек­тродвигатель, то редуктор рекомендуется крепить непосредст­венно к фланцу электродвигателя (рис. 1.8), выбрав соответ­ствующее исполнение последнего. В этом случае необходим расчет на прочность соединений редуктора с фланцем и электродвигателя с рамой. Если размеры редуктора значительно превышают размеры эле­ктродвигателя, или редуктор выполняется встроенным в массив­ный корпус машины, го применяют электродвигатель с фланцем, закрепляя его непосредственно но корпусе машины (рис. 1.9)

Рис 1.8

Рис 1.9

На компоновочной схеме намечают места для установки ог­раждений и кожухов вращающихся деталей, а также проверяют доступность маслоуказателя, маслозаливного отверстия, маслосливной пробки, удобство проведения операций по обслуживанию и ремонту привода, указывают расположение грузозахватных при­способлений для транспортировки и монтажа как отдельных сбо­рочных единиц, так и всего привода в сборе.

Рамы и плиты являются координирующими элементами конст­рукции, они должны обладать жесткостью и обеспечивать точность взаимного расположения устанавливаемых на них сборочных еди­ниц. Рама выполняется сварной, чаще всего из швеллеров, реже из уголков, полос листов. Конфигурация и размеры ромы опре­деляются после выполнения компоновочного чертежа привела [1. С.311-313] . Рекомендации по проектированию приводятся в п.З. Пример конструкции сварной рамы показан на рис. 1.10.

Рис.1.10

Плиты изготовляют литыми обычно из серого чугуна. Ли­тые плиты выполняют но основании правил конструирования ли­тых деталей. Основные размеры плиты выбирают по тек же соот­ношениям, что и для сварной рамы [2.С.396-402] .Пример кон­струкции литой рами показан на рис. 1.11,

Рис. 1.11