МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ и НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МАТИ-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. К.Э.ЦИОЛКОВСКОГО
КАФЕДРА «МЕХАНИКА МАШИН и МЕХАНИЗМОВ»
Утверждено
Методическим Советом
Ф-та № 5 от 26.01.2001
Проектирование трехосного цилиндрического редуктора
Методические указания к выполнению проекта по курсам:
«Детали машин»,
«Основы конструирования машин и механизмов»,
«Прикладная механика»
Составители:
Селезнев Б.И.
Постнов А.Н.
Москва 2010.
Оглавление
Введение……………………………………………………………………….х
1. Построение основных контуров второй проекции редуктора ………………..х
2. Детальная проработка элементов редуктора , изображённых на виде спереди……………………………………………………………………………….х
Заключение ………………………………………………………………………….х
Литература …………………………………………………………………………..х
Введение.
Методические указания предназначены студентам 3-го и 4-го курсов обучения всех факультетов университета для выполнения ими проекта по курсам «Детали машин».
Прежде, чем приступить к вычерчиванию второй проекции трехосного цилиндрического редуктора – вид спереди, необходимо вычертить первую проекцию – вид сверху на редуктор со снятой крышкой, т.к. большинство размеров, необходимых для вычерчивания второй проекции, определяются при разработке первой проекции редуктора. Конструирование второй проекции осуществляется в два этапа.
Первый этап (рис. 1.1.) – построение основных контуров второй проекции и проработка отдельных элементов конструкции.
Второй этап (рис. 2.1.) – детальная проработка всех элементов редуктора, изображенных на виде спереди.
1. Построение основных контуров второй проекции редуктора.
Конструирование второй проекции трехосного цилиндрического редуктора (смотри рис. 1.1.) начинается с размещения на чертежном листе формата 24 осей зубчатых колес. Оси располагаются таким образом, чтобы чертеж находился примерно посередине листа. Для этого горизонтальная ось проводится на расстоянии А = 320 мм, а вертикальная ось шестерни быстроходного вала на расстоянии В, взятом с первой проекции редуктора. Вертикальные оси промежуточного и тихоходного вала располагаются соответственно на расстоянии aБw и aTw . Габаритные размеры корпуса для данной проекции определяются в основном размерами расположенных в нем зубчатых колес. Поэтому, из найденных центров промежуточного и тихоходного валов проводят окружности равные внешним диаметрам зубчатых колес тихоходной пары dТ02 и быстроходной пары dБ02 .
Далее, из центра тихоходного вала радиусом Rk =0,5 dТ02 + K проводят дугу, ограничивающую внутреннюю часть крышки с правой стороны. В верхней части дуга заходит на несколько миллиметров за вертикальную ось тихоходного вала, и затем она продолжается прямой линией, отстоящей на расстоянии K от окружности, ограничивающей внешний диаметр dБ02 колеса быстроходной ступени. Далее, прямая сопрягается плавной кривой с точкой, расположенной на горизонтальной оси, находящейся на расстоянии C от вертикальной оси быстроходного вала. Размер C был определен при конструировании правой проекции редуктора.
Зазор K между внешней частью зубчатых колес и необработанной поверхностью крышки и корпуса должен быть больше суммы допусков на неточность изготовления литой стенки, на волнистость и шероховатость. Для редукторов сравнительно небольшой мощности K8 10 мм. Величина зазора K определяется при работе над первой проекцией.
С левой и правой стороны внутренняя полость редуктора ограничивается вертикальными линиями, являющимися продолжением кривых, а с нижней стороны – прямой, проведенной под прямым уклоном i = 1: 100 по отношению к горизонтальной оси и расположенной на расстоянии K’ от окружности выступов зубьев колеса быстроходной ступени. Зазор K’ выполняется больше зазора K. Обычно его принимают:
K’2,5
где: – толщина стенки корпуса редуктора, выбирается при конструировании первой проекции.
Затем вычерчиваются внешние контуры крышки и корпуса редуктора помня, что толщина стенок крышки ’0,9 , но не менее 8 миллиметров. Днище корпуса делается несколько толще стенок и корпуса редуктора по всему периметру выполняются фланцы шириной K2 + (смотри первую проекцию) и толщиной в=1,5 и в’=1,5 ‘ .
Плоскость разъема корпуса и крышки проходит, как правило, через оси валов. Поэтому, у многоступенчатых зубчатых редукторов оси валов располагаются в одной плоскости. Подобный разъем обеспечивает хорошие условия сборки. В этом случае каждый вал редуктора со всеми расположенными на нем деталями (подшипники, зубчатые колеса, распорные втулки и пр.) представляют собой самостоятельную сборочную единицу, которую собирает, и контролируют заранее независимо от других валов и затем в собранном виде помещают в корпус. Для удобства обработки плоскость разъема обычно располагают параллельно плоскости основания.
В плоскости стыка не допускается постановка мягких уплотнительных прокладок, т.к. деформация этих прокладок при затяжке болтов может приводить к деформации наружных колец подшипников и быстрому выходу из строя подшипников качения. Для обеспечения плотности стыка в плоскости разъема принимают следующие меры:
поверхность стыка обрабатывается с шероховатостью не хуже ?;
не плоскость сопрягаемых поверхностей должна быть не более 0,05 мм на длине до 1000 мм;
при сборке редуктора поверхность стыка покрывается пастой «Герметик».
Для редукторов общего назначения обычно применяют непрерывную смазку зубчатых колес жидким маслом.
Наиболее простой, и распространенный способ смазки осуществляется погружением зубчатых колес в масло, залитое в корпус. Этот способ применяется для окружных скоростей до 12 м/с. при этом достаточно, чтобы в масло погружалось большее из двух зубчатых колес пары.
Глубину погружения в цилиндрических зубчатых передачах рекомендуется выбирать от одной до двух высот зубьев, но не менее 10 мм. Более глубокое погружение допустимо для колес тихоходной ступени.
Объем масляной ванны принимают таким, чтобы обеспечить отвод тепла, выделяющегося при работе редуктора, к стенкам корпуса, а толщину масляного слоя между зубчатыми колесами и днищем рекомендуется, назначать, достаточно, большой, чтобы, продукты, износа могли оседать на днище и не попадали на рабочие детали. Приближенно можно рекомендовать толщину слоя масла под зубчатыми колесами не менее 2,5 толщин стенок корпуса редуктора. Объем масла для цилиндрических редукторов определяется так, чтобы на киловатт передаваемой мощности приходилось 0,35 0,7 литра масла.
Для замера уровня масла применяют маслоуказатели различных конструкций. Наибольшее распространение получили жезловые маслоуказатели, так как они удобны для осмотра, просты по конструкции и достаточно надежны. Один из таких жезловых маслоуказателей изображен с правой стороны верхней части крышки редуктора. Для его монтажа на крышке с внешней стороны изготавливаются приливы, чаще всего круглой формы. Верхний и нижний торцы приливов выполняются параллельно плоскости разъема. Верхний торец фрезеруется по плоскости, в нем сверлится отверстие и нарезается резьба. Высота прилива примерно равна длине нарезанной части пробки отдушины. Маслоуказатель состоит из двух деталей – плоской планки и пробки отдушины. Планка узкими гранями запрессована в отверстие пробки отдушины и припаяна. На планке рисками отмечены верхний и нижний уровни масла. Пробка отдушины ввертывается в отверстие и связывает внутреннюю плоскость редуктора с внешней средой. Это позволяет избежать появлений избыточного давления внутри редуктора, которое могло бы привести к выбрасыванию масла из корпуса через уплотнения и стыки. По высоте маслоуказатель должен быть выполнен таким, чтобы нормальный уровень масла находился между предельными рисками на жезле. Конструкция маслоуказателя и его основные размеры приведены в таблице 1.1.
Для полного слива отработанного масла (при его замене), лучшего удаления грязи и продуктов износа зубчатых колес и подшипников дно корпуса редуктора обычно выполняется с уклоном в сторону маслоспускного отверстия. Нижняя кромка отверстия должна быть на уровне днища или несколько ниже его. У самого отверстия выполняется местное углубление (как показано на рис. 1.1.), которое способствует стоку масла и отстоявшейся грязи и, кроме того, обеспечивает свободный выход инструмента при сверлении и нарезании отверстия. С наружной стороны отверстие оформляют бобышкой, которая не только обеспечивает возможность обработки торца отверстия, но и позволяет собирать масло в лоток, ванночку и т.п.
Таблица 1.1. Жезловый маслоуказатель.
|
D |
M12 |
M16 |
d1 |
18 |
22 |
|
d2 |
16 |
20 |
|
d3 |
6 |
6 |
|
d4 |
14 |
18 |
|
d0 |
2,5 |
2,5 |
|
h1 |
30 |
36 |
|
h2 |
6 |
7 |
|
h3 |
22 |
25 |
|
h4 |
20 |
23 |
|
h5 |
3 |
4 |
|
h6 |
12 |
16 |
|
h7 |
2 |
2,5 |
|
t |
2 |
2,5 |
|
|
|||
Отверстие для масла закрывается пробкой с цилиндрической или конической резьбой. Цилиндрическая резьба не создает надежного уплотнения, поэтому под пробку ставят уплотняющую прокладку. В таблице 1.2. изображены пробка с резиновой кольцевой прокладкой и приведены их основные размеры.
Для подъема и транспортировки редуктора на крышке могут выполняться крючья,проушины или отверстия, в которых крепятся грузовые винты – рым-болты.
Таблица 1.2. Пробка маслосливная.
|
|||||||||
d |
l |
L |
в |
D |
D1 |
S |
d1 |
d2 |
t |
M161,5 |
13 |
24 |
3 |
25 |
22 |
19 |
16 |
2,5 |
1,9 |
М201,5 |
13 |
25 |
3 |
30 |
27 |
22 |
20 |
3,0 |
2,2 |
М241,5 |
13 |
28 |
3 |
34 |
31 |
27 |
24 |
3,0 |
2,2 |
На проектируемом редукторе подъем, опускание или удержание его на весу осуществляется с помощью двух рым-болтов. Для их монтажа на крышке выполняются приливы, верхние торцы которых желательно располагать на одном уровне, а расстояние между осями рым-болтов делать по возможности большим. Для установки в одной плоскости колец двух ввинченных до упора грузовых винтов допускается применение плоских шайб толщиной до 1 мм под рым-болты с резьбой М8 М12, и не более половины шага резьбы под болты с резьбой менее М12.
Основные размеры рым-болта и отверстия для него выбирают из таблицы 1.3. в зависимости от грузоподъемности, допустимой для рым-болтов. Приближенное значение веса трехосного цилиндрического редуктора определяется по таблице 1.4. в зависимости от величины межосевых расстояний быстроходной и тихоходной ступени aБw, aTw. При выборе размеров болта необходимо обеспечить условие, при котором грузоподъемность двух рым-болтов была бы больше веса редуктора.
Таблица 1.3. Ром-болты (по ГОСТ 4751-73).
|
|||||||||||||
d |
d1 |
d2 |
d3 |
d4 |
d5 |
в |
h |
h1 |
h2 |
l |
l1 |
l1 |
Грузоподёмность в Кн. на два рым -болта. |
М8 |
36 |
20 |
8 |
20 |
13 |
10 |
12 |
6 |
5 |
18 |
12 |
19 |
1,6 |
М10 |
45 |
25 |
10 |
25 |
15 |
12 |
16 |
8 |
6 |
21 |
15 |
22 |
2,5 |
М12 |
54 |
30 |
12 |
30 |
17 |
14 |
18 |
10 |
6 |
25 |
19 |
26 |
3,5 |
М16 |
63 |
35 |
14 |
36 |
22 |
16 |
20 |
12 |
7 |
32 |
25 |
33 |
5,0 |
М20 |
72 |
40 |
16 |
40 |
28 |
19 |
24 |
14 |
9 |
38 |
29 |
39 |
6,5 |
Таблица 1.4.Приближенное значение веса трехосного цилиндрического редуктора.
Межосевые расстояния aБw и aТw в mm. |
100160 |
125200 |
160250 |
200315 |
Вес редуктора в Кн. |
1,8 |
3,6 |
4,5 |
5,6 |
Для точного фиксирования крышки редуктора относительно корпуса используются штифты. Они предотвращают возможное смещение деталей при растачивании отверстий под подшипники и обеспечивают точное расположение их при повторных сборках. Наибольшее распространение получили гладкие конические штифты, размеры которых приведены в таблице 1.5. Для постановки штифтов в корпусе и крышке сверлят два отверстия, расположенные на возможно большем расстоянии друг от друга. Калибровка отверстий осуществляется конической разверткой.
Отверстия выполняются сквозными, а конструкция должна обеспечивать возможность выбивания штифта с обратной стороны. Для удобства запрессовки и выпрессовки длина штифта подбирается такой, чтобы концы его выступали из отверстия примерно на 0,5d.
Таблица 1.5. Штифты конические.
|
|||||
d |
5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
c |
0,8 |
1 |
1,2 |
1,6 |
1,6 |
l |
1690 |
20110 |
25140 |
30180 |
36220 |
Длины штифтов выбираются из ряда :8,10,12,14,16,20,25,30,35,40,45,50,55…… |
|||||
Соединение крышки и корпуса редуктора осуществляется с помощью болтов, основные размеры которых определены при выполнении первой проекции. Длина болта выбирается такой, чтобы за пределы гайки выступала резьбовая часть на 25 мм. Для предохранения резьбовых соединений от самоотвинчивания под гайки обычно ставят пружинные шайбы. Их размеры выбираются по нормалям в зависимости от диаметра резьбы.