3. Эскизное проектирование
Эскизный проект представляет собой совокупность конструкторских документов, которые должны содержать принципиальные конструктивные решения, дающие общие представления об устройстве и принципе работы устройства (в частности, редуктора), а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры. При этом определяют взаимное расположение деталей передачи, расстояния между ними, диаметры шестерен, зубчатых и червячных колес, червяков, валов, выбирают типы подшипников и схемы их установки. Опыт показывает, что расчеты удобно выполнять совместно с графическим изображением получаемых параметров деталей сборочных единиц на эскизной компоновке.
Эскизную компоновку редуктора выполняют в масштабе 1:1 на миллиметровой бумаге (допускается оформление компоновочного чертежа с помощью чертежно-графических редакторов Autocad, КОМПАС-3D в формате А4 с обязательной простановкой на чертеже необходимых размеров).
Для цилиндрического и конического редукторов выполняют одну проекцию, дающую представление о конструкции и размерах деталей – разрез по осям валов, а для червячного – две.
3.1. Компоновка цилиндрического редуктора
1. Примерно посередине листа миллиметровой бумаги параллельно длинной стороне проводят горизонтальную осевую линию, затем перпендикулярно к ней две вертикальные линии – оси валов – на расстоянии, равном aw.
2. Вычерчивают
упрощенно шестерню и колесо в виде
прямоугольников, образованных диаметрами
da
и da
и шириной зубчатого венца b
и b
,
причем для удобства монтажа b
=
b
+3...6
мм.
3. Очерчивают внутреннюю стенку корпуса, зазор между внутренней стенкой и зубчатыми колесами принимают равным x=(1,0...1,2), где − толщина стенки редуктора. Толщина стенки корпуса редуктора определяется по формуле
мм,
где Твых – момент на выходном валу, Н·м.
4. После того как намечены детали, их относительное положение в корпусе, выполняют сначала ориентировочный расчет, а после уточнения размеров при известном расстоянии между опорами − приближенный расчет валов с построением эпюр и определением диаметров в опасных сечениях.
5. Предварительно выбирают расположение подшипников качения, назначив их тип по действию нагрузок на опоры и посадочному диаметру вала,
а затем оценивают долговечность по динамической грузоподъемности и вычерчивают их положение на чертеже компоновки. Расположение опор показано на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Одноступенчатый редуктор (верхняя крышка снята)
6. Определяют конструктивные размеры корпуса редуктора, число и диаметры болтов, конструкцию крышек подшипников.
7. По диаметрам валов подбирают шпонки. Длину шпонки назначают на 5...10 мм меньше длины ступицы. Вычерчивают шпонки на валах и проверяют на смятие.
8. Диаметры концов входного и выходного вала определяют расчетом на кручение, а их длины – размером ступицы охватывающей детали. Решают вопрос о возможности уменьшения габаритов редуктора, упрощения первоначальной конструкции.
9. Выполняют необходимые разрезы, изображают зацепление и окружности вершин и впадин зубьев, прочерчивают детали и их элементы, располагают дистанционные втулки, стопорные кольца, шайбы и др.
10. Прорабатывают технологию сборки редуктора: намечают посадки по сопряженным поверхностям, посадки должны обеспечивать выбранную технологию сборки, указывают размеры с посадками и другие характеристики.
11. Проверяют погружение колес в масло.
Обычно в редукторах применяют смазывание окунанием (при окружной скорости от 0,3 до 12…15 м/с). При окружной скорости погруженного в масляную ванну зубчатого колеса свыше 15 м/с применяют струйное смазывание.
Погружение в масляную ванну:
быстроходного колеса (шестерни) обычно не превышает две высоты зуба, минимальный уровень погружения
тихоходного колеса
Размер высоты h1 от плоскости разъема до нижней стенки полости корпуса
,
мм.
Здесь Р – мощность в кВт, L, B, d2 в мм (рис. 3.2).
При этом минимальное расстояние от вершины зубьев до дна масляной ванны должно быть не менее (5…10) m, где m – модуль зубчатого колеса, мм.
Смазывание подшипников валов осуществляется:
тем же маслом, что и зубчатые колеса при окружной скорости колеса υ ≥ 3 м/с. Подшипники качения в этом случае смазываются брызгами масла (воздушно масляной смесью, образуемой при вращении зубчатого колеса;
при υ < 3 м/с применяют пластичные смазочные материалы, набиваемые в камеру подшипника. При этом подшипник отодвигается от внутренней стенки корпуса на 10…15 мм для установки уплотнительного кольца (см. рис. 3.12).