Методички / Пособия ОКМ / Проектирование механических передач
.pdf
6. .Если же имеем указанные выше передачи, то для определения реакции в опорах (подшипниках) необходимо учесть силы, действующие на вал от этих передач.
7.Проводим две линии по наружному диаметру кольца подшипника
параллельно оси вала, которые проходят через δ и К2 (получаем гнездо под подшипник).
8.Вычерчиваем упрощенно крышку подшипника (размеры см. на рис.
4.1и в табл. 4.1) с регулировочными металлическими прокладками (на рис. 3.3 зачерчены; рис. 3.4).
При V < 3,0 м/с
Рис. 3.4. Схемы установки подшипников
21
9. Отступив от крышки на ∆1 ≈ 15 мм, намечаем положение шкива 9 ременной передачи (звездочки или шестерни).
10.Вычерчиваем вал (диаметры ступеней вала нам известны, а теперь из чертежа будут известны и длины ступеней вала). Вычерчиваем шкив и остальные валы. Выбираем схему установки подшипников (рис. 3.4).
11.Рисуем в РПЗ расчетные схемы валов с силами, действующими в зацеплениях (и силы от других передач, если они есть), вычисляем реакции в опорах. Расстояния l1, l2 и f замеряем на чертеже. Строим эпюры изгибающих и крутящих моментов, которые будут нужны при уточненном расчете валов. На эпюрах указываем значения ординат и размерность моментов.
12.Проверяем подшипники на долговечность Lh и окончательно решаем вопрос о выборе подшипников. Сначала проверяем долговечность ранее выбранных подшипников средней серии. Если Lh окажется значительно больше долговечности [Lh], требуемой по заданию, то переходим к подшипникам легкой серии. Если и в этом случае окажется, что расчетная Lh > [Lh], то данное обстоятельство не должно смущать проектанта, и этот подшипник следует оставить.
Рис. 3.5. Кольцо мазеудерживающее:
D0 = D – 0,2 мм, где D – диаметр отверстия в гнезде подшипника; а = 6÷9 мм, t = 2÷3 мм; размер b равен высоте заплечика вала; размеры l и с берут конструктивно по размерам узла подшипника. Торец кольца выступает внутрь корпуса на 1÷2 мм, и выполняет одновременно роль маслоотбрасывающего кольца, так как при пластичной смазке гнездо подшипника должно быть защищено от проникновения в него жидкого масла
22
Если для выбранных подшипников средней серии расчетная долговечность Lh < [Lh], то переходим к подшипникам тяжелой серии. Если и это не даст желаемого результата, то переходим к другому типу подшипника (например, от подшипников шариковых к подшипникам роликовым).
Если и последнее не дает делаемых результатов, то можно принять срок службы подшипников в 2–3 раза меньший срока службы редуктора. При этом в расчетно-пояснительной записке делаем указания о количестве замен подшипников в течение срока эксплуатации редуктора. Например, у зубчатых редукторов минимальный срок работы подшипников 10000 ч., для червячных – 5000 ч.
Методика подбора подшипников изложена в работах [7, 8, 10]. Теперь решаем следующие задачи:
1.Фиксируем зубчатые колеса на валу в осевом направлении (распорными втулками или с помощью посадки с натягом).
2.Вычерчиваем шпоночные и шлицевые соединения и приводим их расчет, так как от последнего зависит конструкция зубчатых колес: будет ли ступица выходить за приделы ширины колеса или нет.
3.Далее разрабатываем вторую проекцию редуктора, где определяем форму и размеры корпуса, пользуясь табл. 4.1–4.3 и рис. 4.1–4.4. При этом параллельно дополняется и первая проекция (положение отверстий под стяжные болты, нижний фланец корпуса, болты крепления крышек подшипников, вид приливов у подшипниковых гнезд и т.д.).
3.4.2. Цилиндрические соосные редукторы
На рис. 3.6 показан пример выполнения эскизного проекта соосного двухступенчатого редуктора. При эскизном проектировании следует ознакомиться с методикой, изложенной в п. 3.4.1.
Особенностью конструкции данного редуктора является наличие средней опоры для подшипников быстроходного d1 и тихоходного d3 валов. При этом подшипник быстроходного вала устанавливается в гильзу (стакан) с наружным диаметром Dст = Dп3, что обеспечивает технологичность изготовления отверстий под подшипники в корпусе. Подшипниковые узлы вычерчены в предположении смазки подшипников разбрызгиванием («масляным туманом»).
3.4.3. Редукторы одноступенчатые цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические, червячные
Рекомендации п. 3.4.1 (рис. 3.3–3.5 и рис. 4.1–4.4, табл. 4.1–4.3)
справедливы и для редукторов, указанных в заголовке (рис. 3.7–3.10).
На этих рисунках W – ширина стенки корпуса в месте установки подшипника, которая определяется ориентировочно из выражения:
W =δ + K2 + h1 ,
где δ, К2, h1 – см. табл. 4.1 и рис. 3.3.
23
Рис. 3.6. Эскизный проект соосного редуктора с цилиндрическими колесами:
q ≈ 1,2а; вычерчивание следует начинать со средней опоры. Порядок вычерчивания – см. рис. 3.3 и п. 3.4.1; размеры величин – по табл. 4.1 и рис. 4.1
24
Рис. 3.7. Конструктивная схема ведущего вала цилиндрического одноступенчатого редуктора: порядок вычерчивания – см. рис. 3.3 и п. 3.4.1; размеры величин – по табл. 3.4 и 4.1
Таблица 3.4
Размеры элементов конструкции зубчатых колес, шкивов, звездочек
|
Параметры |
Обозначения |
Ориентировочные соотношения |
|
Длина ступицы |
Lст |
Lст ≥ b, Lст = (1,0÷1,5) d, |
|
где b – ширина зубчатого колеса; |
||
|
|
|
d – диаметр вала в месте установки детали |
|
Диаметр ступицы |
dст |
dст = 1,5d + 10 мм |
|
Примечание. Рекомендуется Lст = b. |
|
|
Расстояния f, f1, f2 на рис. 3.7–3.10 находят в результате прочерчивания элементов конструкции, входящих в узел.
Некоторые рекомендации при эскизном проектировании для деталей передач указаны в табл. 3.4 и рис. 3.11.
Методика проектирования основных типов редукторов изложена в работах [2, 3 и др.].
25
Рис. 3.8. Эскизное проектирование конического одноступенчатого редуктора:
с1 = (2,5 – 3,0)dп; для симметричного корпуса редуктора принимаем lх = l; порядок вычерчивания – см. рис. 3.3 и п. 3.4.1;
Рис. 3.9. Размеры промежуточного вала коническоцилиндрического редуктора:
размеры величин – см. табл. 3.4 и 4.1; порядок вычерчива-
ния – см. рис. 3.3 и п. 3.4.1
26
Рис. 3.10. Эскизное проектирование червячного редуктора:
l1 = (0,9 – 1)dам2; порядок вычерчивания – см. рис. 3.3 и п. 3.4.1; размеры величин – по табл. 3.4 и 4.1; конструкция подшипникового гнезда – по рис. 3.11
Рис. 3.11. Конструкция подшипникового гнезда для вала червяка:
Dп – диаметр прилива; l – длина подшипникового гнезда (определяется
конструктивно); r = 0,5δ; остальные обозначения – см. табл. 4.1, рис. 4.1
27
4.КОРПУСА РЕДУКТОРОВ
Всерийном производстве корпуса редукторов изготавливают литыми из серого чугуна марки не ниже СЧ-15, реже – из стали (иногда для снижения веса – из алюминиевых и магниевых сплавов).
Для удобства сборки и изготовления редуктора корпус выполняют с
разъемом по плоскости, проходящей по оси валов. (При aw ≤ 160 мм червячные редукторы – неразъемные с двумя окнами на боковых стойках, через них при сборке в корпус вводят комплект вала с червячным колесом.)
Размеры червячных корпусов и крышек редукторов (цилиндрических, червячных и др.) ориентировочно определяют по табл. 4.1–4.3 (рис. 4.1–4.4) и уточняются при конструктивной проработке редуктора.
Данных методических указаний недостаточно для проработки кон-
струкции и нужно использовать учебники и учебные пособия [2, 3 и др.].
Фиксирование крышки относительно корпуса
Подшипниковые гнезда в корпусе должны иметь правильную цилиндрическую форму (допускаемые отклонения составляют доли допуска 7-го квалитета). При сборке редуктора во время затяжки болтов, соединяющих корпус с крышкой, возможно некоторое смещение крышки относительно корпуса (так как болты поставлены с зазором), что вызывает деформацию наружных колец подшипников, имеющих малую жесткость. Кроме того, торцы приливов у подшипниковых гнезд на крышке редуктора
икорпуса могут не совпасть, что повлечет перекос крышек подшипников. Следовательно, при сборке редуктора нужно точно фиксировать положение крышки относительно корпуса. Точность фиксации достигается двумя коническими штифтами, которые располагают на возможно большем расстоянии друг от друга. Штифты устанавливают без зазора до расточки гнезд под подшипники.
Кроме фиксирования, штифты предохраняют крышку и корпус от сдвигов при растачивании отверстий.
При невозможности сверления насквозь используют штифты с резьбовой цапфой (рис. 4.3 б) (извлечение штифта осуществляется гайкой).
Поверхности сопряжения корпуса с крышкой для плотного их прилегания шабрят или шлифуют. При сборке редуктора эти поверхности для лучшего уплотнения смазывают пастой «Герметик», поскольку прокладки
вплоскости разъема не ставят из-за возможного нарушения посадки подшипников в корпус.
Для крепления на корпусе редуктора крышек, фланцев, кронштейнов
ит.п. предусматривают опорные платики, которые при отливке детали мо-
гут быть смещены. Поэтому размеры опорных платиков должны быть на 6 – 10 мм больше размеров опорных поверхностей прикрепляемых деталей
(рис. 4.1 и 3.3).
28
Рис. 4.1. Конструкция литого корпуса:
К1 = К2 при наличии стяжных болтов; К1 ≈ 1,5d2, если нет стяжных болтов; размеры d2, d3, d0Ф – отверстия под соответствующие болты; остальные параметры – см. табл. 4.1 – 4.3 и п. 3.3
Рис. 4.2. Проушины и крючья: обозначение параметров см. по табл. 4.1
Рис. 4.3. Установка штифтов: d2 – диаметр крепежного болта. Примечания: По ГОСТ 3129-70: 1) ряд диаметров dшт: 8, 10, 12, 16, 20 мм; 2) ряд длин l: 25, 30,
36, 40, 44, 45, 50, 55 мм; 3) мате-
риал (рекомендуемый) – сталь
45, 15, А12
Рис. 4.4. Лапа редуктора:
d0Ф – диаметр отверстия под фундаментный болт (см. п. 3.3); Dц – диаметр цековки (см. табл. 4.3);
δк ≈ 0,7δ – толщина клина
30