Методички / Пособия ОКМ / Проектирование механических передач

При конструировании корпусов редукторов в некоторых случаях стремятся к устранению выступающих элементов наружных поверхностей. Бобышки подшипниковых гнезд убирают внутрь корпуса; крепежные болты размещают в нишах, располагая их вдоль длинных сторон (там, где есть бобышки). Крышки подшипниковых гнезд врезные [2].

Смазка

Зубчатые и червячные колеса погружают в масло на высоту зуба (иногда до 5т), а червяк, расположенный внизу, – на высоту витка, но не выше центра нижнего тела качения подшипника. Если при конструировании окажется, что при погружении червяка в масло на высоту витка подшипники погружены выше центра нижнего тела качения, то следует масло заливать до центра нижнего тела качения, а для смазки зацепления применять брызговики, забрасывающие масло на червячное колесо [3]. Зубья конических колес погружают в масло на всю длину. О смазке см. [2, 3 и др.].

Таблица 4.1

Основные элементы корпуса из чугунного литья (чугуны марок СЧ-15, СЧ-18 и др.) (см. рис. 4.1–4.4)

31

Продолжение табл. 4.1

Таблица 4.2

Размеры и число винтов для крепления крышек подшипников, размеры резьбовых отверстий, толщина крышки hкр, мм

32

Таблица 4.3

Диаметр цековки d5

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТА РЕДУКТОРА

После выполнения эскизного проекта редуктора переходим к выполнению технического проекта (на той же миллиметровке). При этом подробно прорабатываем конструкцию всех элементов: валов, зубчатых колес, подшипниковых гнезд, корпуса и т.д. [2, 3].

Рекомендуется применять стандартные изделия (подшипники, крепежные детали, маслоуказатели и т.п.), а также стандарты на различные элементы проектируемых деталей (галтели, канавки для выхода шлифовального круга, литейные уклоны и т.д.).

Указываем посадки для всех сопряженных деталей.

Для подшипников каждого вала посадки указываем [5] только для одного из подшипников (на вал и в корпус).

Вал рассчитываем на усталостную выносливость для определения фактической величины запаса прочности S и сравниваем его с допускае-

мым значением [S] = 1,5 ÷ 2 [2, 3].

При этом расчет необходимо провести для сечений (как минимум трех), где имеем концентрацию напряжений:

1.от ступенчатого перехода с галтелью;

2.от шпоночной канавки (шлицевых или резьбовых участков вала);

3.от запрессовки (в местах установки на валу деталей с натягом). Ведущий вал редуктора, соединенный муфтой с валом электродвига-

теля, как правило, не рассчитывают на усталостную выносливость. Червячный вал рассчитывают на жесткость (определяют стрелу про-

гиба червяка).

К графической части технического проекта предъявляются требования в соответствии с задачами учебного проектирования:

1.упрощения в вычерчивании подшипников качения не допускаются;

2.конструктивные элементы деталей (канавки для выхода инструмента, фаски и т.п.) следует показывать;

3.шлицевые соединения обозначают по ГОСТ 1139–80, а шпоночные –

по ГОСТ 23360–78; 4. при вычерчивании резьбовых соединений обязательно следует пока-

зывать: зазоры между стержнем болта (винта) и отверстием детали, запасы резьбы и запасы глубины сверления;

5. на поле чертежа должны быть показаны номера позиций всех деталей и сборочных единиц (шрифт номеров позиций должен быть на два размера больше шрифта, принятого для размерных чисел на том же чертеже, а высота размерных чисел на чертеже – 3,5 мм).

33

После проработки конструкции на миллиметровке сборочные чертежи оформляются на ватманской бумаге.

5.1. Простановка размеров

На сборочных чертежах проставляются размеры (рис. 5.1):

1.габаритные: длина L, высота Н, ширина В (необходимые для определения размеров места установки изделия, изготовления тары, транспортировки и т.д.);

2.присоединительные: диаметр d1, d3 и длины хвостовиков валов l1, l3;

размеры сечений шпонок b×h или обозначения шлицев (все размеры необходимы для монтажа на них других деталей: муфт, шкивов и т.п.); расстояния К1 и К2 от торцов валов до центра отверстий, предназначенные для координации места присоединяемых изделий: исполнительного механизма, электродвигателя и т.п.; диаметры отверстий для фундаментных болтов dоф и координаты этих отверстий С1, С2, С3, С4, С ; размеры базовых опорных плоскостей L1, В1, В2 (используется для подготовки фундаментной плиты); расстояние hв осей валов до базовой опорной плоскости (необходимо для регулировки положения осей присоединяемого изделия, например, электродвигателя, исполнительного механизма и т.д.);

К присоединительным размерам относятся такие параметры, как модуль и число зубьев зубчатого колеса, шаг и число зубьев звездочки, если служат элементами внешней связи для данной сборочной единицы и др.;

3.сопрягаемые, определяющие характер соединения деталей (посадки зубчатых колес на вал, центрирующих буртиков крышек подшипников в корпус, стаканов, посадки подшипников на вал и в корпус и т.д.), необходимые при разработке чертежей деталей, а также для справок при разработке технологии сборки и пр.;

4.расчетные и справочные, характеризующие прочностные показатели изделия (например межосевое расстояние);

5.наибольший и наименьший уровень масла с простановки размеров от

осей колес до его поверхности;

6. техническую характеристику изделия (размещают на свободном по-

ле чертежа). Например, для редуктора:

•передаточное число иред =...;

•крутящий момент на тихоходном валу Ттих = ... Н мм;

•частота вращения тихоходного вала nтих = ... об/мин;

•геометрические параметры зубчатых передач (числа зубьев и модули зацепления, углы наклона зубьев; число заходов червяка).

34

М

Рис. 5.1. Размеры, проставляемые на сборочном чертеже редуктора

35

6. РАЗРАБОТКА РАБОЧЕГО ПРОЕКТА

Курсовой проект заканчивается разработкой рабочего проекта в виде рабочих чертежей 5–6 деталей (по указанию консультанта). Все рабочие чертежи размещают на листе формата А1, разметив лист на соответствующие стандартные форматы – А3, А4 (разрезать лист формата А1 нельзя).

Деталь изображают на чертеже в положении, в котором ее устанавливают на станке, в частности, ось детали – тела вращения (вал, зубчатое колесо, шкив, стакан и т.д.) располагают параллельно основной надписи (на формате А4 – вдоль короткой стороны; на других форматах – вдоль длинной стороны листа).

Крабочим чертежам предъявляются следующие требования:

1.Масштаб М 1:1 (возможны изменения по согласованию с консультантом).

2.Число проекций, видов, сечений должно быть минимальным.

3.Число размеров должно быть минимально необходимым для изготовления и контроля деталей.

4.Для всех размеров, нанесенных на чертеже, указывают предельные отклонения по ГОСТ 25347–82.

5.На всех поверхностях детали должны быть обозначены параметры

шероховатости по ГОСТ 2789–73 [8].

6.На чертежах должны быть нанесены допуски формы и расположения поверхностей по ГОСТ 2.308–79 [8].

7.Если деталь подвергается термообработке, то приводятся показатели

еетвердости, глубины термообработки и др. сведения (СТ СЭВ 367–76).

8.Сварные швы на чертежах изображают и обозначают по ГОСТ 2.312–72 (видимые швы изображают сплошными, а невидимые – штриховыми линиями).

9.На рабочих чертежах зубчатых (червячных) колес и червяков в правом верхнем углу приводят таблицу параметров венца.

10.Технические требования располагают над основной надписью, а при

недостатке места – левее основной надписи.

7. СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Расчетно-пояснительная записка [2] должна содержать все пункты, указанные в п.1. Содержание РПЗ следует разбить на разделы, подразделы и пункты, обозначенные арабскими цифрами. Сокращение слов в тексте не допускается за исключением общепринятых (например, и т.п., и т.д., мм, Н, МПа и др.).

Каждый пункт расчета должен содержать:

1.Заголовок с указанием, какую деталь рассчитывают и на какой вид работоспособности (прочность, выносливость).

2.Исходные данные для расчета.

36

3.Расчетную схему с указанием сил, эпюр моментов и всех размеров, используемых в расчете. Эпюры моментов, расположенные в разных плоскостях, желательно выполнять разным цветом.

4.Расчет выполняют по пунктам с обоснованием расчетных формул, коэффициентов со ссылкой на источник.

Примечание. В расчетах размерности параметров нужно приводить к единой системе единиц. Об этом необходимо помнить при использовании различных источников.

Затем приводят расшифровку символов, входящих в формулу, с указанием размерности. Каждый символ расшифровывается в пределах записки один раз.

После этого подставляют числовые значения в той же последовательности, в которой они приведены в формуле.

5.Заключение о расчете.

6.Единица одного и того же параметра в пределах записки должна

быть одинаковой. Например, единица напряжения σ МПа (Н/мм2). Полученные расчетом размеры деталей следует округлить там, где это возможно, до стандартных значений по ГОСТ 6636–69 (см. п.4).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ Сборочный чертеж редуктора

1.Назначение редуктора?

2.Из каких соображений выбраны материалы для изготовления колес, валов, корпуса и т.д.?

3.В каких случаях шестерня изготавливается как одно целое с валом?

4.Почему ширина шестерни больше ширины зубчатого колеса?

5.Что такое модуль зубчатого колеса?

6.Какие детали осуществляют передачу крутящего момента с вала электродвигателя на ведомый вал?

7.Какие напряжения возникают в рассматриваемом сечении вала?

8.Какая сила вызывает скачок в эпюре изгибающего момента?

9.Какие концентраторы напряжений учтены в расчете вала на прочность?

10.Назначение шпоночных, шлицевых и штифтовых соединений. Какие напряжения возникают в этих соединениях?

11.Расшифруйте посадку, указанную преподавателем, нарисуйте схему полей допусков и укажите максимальные и минимальные зазоры или натяги. Почему в этом соединении назначена данная посадка?

12.Почему «система отверстия» предпочтительнее «системы вала»?

13.Когда применяют «систему вала»?

14.Какая схема установки подшипников Вами принята и почему? («Враспор» или ….).

15.Как регулируются боковые зазоры в подшипниковых узлах?

37

16.Объясните особенности посадок внутреннего и наружного колец подшипников?

17.Какие меры предупреждают самоотвинчивание крепежных деталей? 18.На какую глубину необходимо завертывать шпильки, винты в чугун,

сталь, легкие сплавы?

19.Из каких соображений выбирают ширину фланца детали?

20.Назначение штифтов, устанавливаемых между частями разъемного корпуса редуктора?

21.Назначение смазки. Виды смазки. Обоснуйте выбор способа смазки зацепления и подшипников?

22.Чем обеспечивается герметичность между плоскостями разъемов в редукторе?

23.Каково назначение размеров, проставленных на чертеже?

Рабочие чертежи

1.Каково назначение рабочих чертежей деталей? На какие детали (узлы) не выпускаются рабочие чертежи?

2.Каков порядок обработки деталей, для которых выполнены рабочие чертежи?

3.Поясните технические требования к обработке детали, указанные на рабочем чертеже.

4.По какому параметру назначена степень точности для изготовления зубчатых колес?

5.Для чего предусмотрены проточки (канавки) на валу?

6.Как понимать обозначение шероховатости поверхности на данном чертеже, указанной в правом верхнем углу чертежа?

7.Почему твердость поверхности задана в виде двух предельных значений?

8.Из каких соображений назначены требования к погрешностям формы деталей и взаимному расположению поверхностей?

9.Поясните обозначение требований, связанных с отклонениями геометрических форм поверхностей деталей.

РЕКОМЕНДОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Зубчатые и червячные передачи. Атлас конструкций. Учебное пособие по курсам «Прикладная механика», «Техническая механика» и «Основы инженерного проектирования» / С.Ф.Мороз и др. – М. : Изд -во МЭИ,

2000. – 114 с.

2.Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей ма-

шин. 11 изд. – М.: Академия, 2008. – 496 c.

3. Курсовое проектирование деталей машин /С.А. Чернавский и др. 3-е изд., стер., перепеч. с изд. 1987 г . – М. : Альянс, 2005 . – 416 с.

38

4.Корж Д.Д. Типовые решения в проектировании привода / Под ред. С.Ф.Мороза. – М.: Издательство МЭИ, 1995.

5.Методические указания к практическим и лабораторным занятиям

по курсу «Основы конструирования». Подшипники качения. / Кудрявцев Е.П., Фролов А.Г., Шуклин Ю.А. – М.: Издательство МЭИ, 1996.

6.Методические указания к практическим и лабораторным занятиям по курсам «Основы конструирования» и «Основы инженерного проектирования». Механические передачи. / С.Ф.Мороз, Д.Д.Корж, В.И. Чугунов и др. – М.: Издательство МЭИ, 1997.

7.Методические указания к курсовому проектированию по курсам

«Основы проектирования», «Конструирование машин», «Инженерное проектирование». / Ю.И.Сазонов. – М.: Издательство МЭИ, 1991.

8.Основы взаимозаменяемости и стандартизации в машиностроении. Учебн. пособ. Д.А.Перемыщев, Ю.И.Сазонов, В.И.Чугунов и др. – М.: Издательство МЭИ, 2001.

9.Зубчатые передачи. Атлас конструкций : методическое пособие по

курсам "Детали машин и основы конструирования", "Прикладная механика" и др. / С.Ф. Мороз и др. – М. : Изд. дом МЭИ, 2011. – 88 с.

39