Проектирование механических передач. Эскизный проект
.pdf
Рис. 3.3. Компоновка вала-шестерни конической передачи
Положение второго подшипника определяется прочерчиванием из условия обеспечения достаточной жесткости узла, для чего следует принимать
a1 (2...2,5)a2 ,
где a1 – расстояние от середины венца шестерни до точки пересече-
ния с осью вала перпендикуляра, опущенного из середины поверхности дорожкикачениянаружного кольца ближнего подшипника;
a2 – расстояние между точками пересечения с осью вала пер-
пендикуляров, опущенных из середины поверхностей дорожек качения наружных колец обоих подшипников.
Диаметр участка вала между подшипниками принимается на 1–2 мм меньше диаметра под подшипниками. Подшипники на валу конической шестерни обычно закрепляются с помощью шлицевой гайки. С этой целью резьбовой участок с мелкой резьбой предусматривается таким образом, чтобы внутренний ее диаметр был больше диаметра ступени вала под манжетное уплотнение, а наружный диаметр – меньше или равен диаметру под подшипники. Для быстроходного вала, при соединении его с валом выбранного электродвигателя через муфту с упругим элементом, диаметр его
консольного конца dк согласуется с диаметром вала последнего конца dэ соотношением
30
dк ~ (0,8...1, 2)dэ .
Другие рекомендации по конструированию валов и более точному выбору диаметров даны в разделах проектирования валов в учебной литературе [1–3].
Длины различных участков валов определяются соответствующими размерами устанавливаемых деталей (длиной муфт, полумуфт, шириной подшипников, длиной ступиц) в соответствии с рекомендациями по конструированию зубчатых и червячных колес, шкивов и т. д. Приблизительно длина всех перечисленных ступиц принимается в пределах
lст (0,8...2,0)d .
Длину ступицы зубчатого колеса желательно принимать равной или большей ширины зубчатого венца колеса. При длине ступицы, превышающей ширину зубчатого венца, выступающую часть ступицы предпочтительнее располагать по направлению действия осевой силы в зацеплении.
Принятую длину ступицы следует согласовать с расчетной длиной шпоночного или шлицевого соединения, т. е. на данном этапе выполнения эскизного проекта параллельно с конструированием муфт, шкивов, звездочек и зубчатых колес следует производить проверочный расчет соответствующих соединений.
После определения основных размеров передач и валов в процессе их прочерчивания выявляется необходимость выбора дополнительных размеров (в частности, размеров элементов корпусных деталей), не определяемых при выполнении расчета. Эти размеры выбираются исходя из опыта конструирования в соответствии с существующими рекомендациями, некоторыеиз которых приводятся ниже.
3.2.Конструирование элементов корпуса и размещение
внем деталей и узлов
После определения геометрических параметров передач, размеров колес и червяков, диаметров и формы валов приступают к разработке конструкции корпуса редуктора или коробки передач. Вы-
31
брав форму корпуса, начинают эскизное проектирование: определяют расположение деталей передач, расстояния между ними, схему установки подшипников, размеры элементов корпуса, в который монтируются детали передач, и одновременно вычерчивают указанные элементы.
Величина большинства элементов корпуса и зазоров между деталями в редукторах взаимосвязаны со значениями наибольшего размера деталей передач и толщиной стенки корпуса δ (рис. 3.4).
Рис. 3.4. Конструктивные размеры при компоновке цилиндрических редукторов с выступающими элементами корпуса
Определение размеров, необходимых для выполнения эскизной компоновки цилиндрических редукторов с выступающими элементами корпуса, рассмотримна примере схемы, приведенной нарис. 3.4.
32
Толщина стенки корпуса редуктора определяется по следующим формулам (исходя из литейных требований δmin 8 мм):
– для редукторов цилиндрических: одноступенчатых
δ 0,025aw 1, |
(3.2) |
двухступенчатых
δ 0,025aw max 3 ; |
(3.3) |
– редукторов конических:
одноступенчатых
δ 0,05 Re1 1 , |
(3.4) |
коническо-цилиндрических
δ 0,025awцил 3 ; |
(3.5) |
– для редукторов червячных:
одноступенчатых
δ 0,04 aчерв 2 ,
червячно-цилиндрических
δ 0,04 aцил 3 . |
(3.6) |
Рекомендуемые диаметры болтов, соединяющих:
– редуктор с рамой (фундаментных)
d1 2,0δ; |
(3.7) |
33
– крепящих крышку к корпусу у бобышек подшипников |
|
d2 1,5δ; |
(3.8) |
– крепящих крышку к корпусу по периметру |
|
d3 1,0δ1 . |
(3.9) |
Расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора: |
|
– до боковой поверхности вращающейся части |
|
с (1...1,2)δ; |
(3.10) |
– боковой поверхности подшипника качения |
|
с1 0 5 мм; |
(3.11) |
– боковой поверхности подшипника качения в случае применения мазеудерживающих шайб
с1 10 12 мм. |
(3.12) |
Радиальный зазор от поверхности вершин зубьев : |
|
– до внутренней поверхности стенки редуктора |
|
с2 1, 2δмм. |
(3.13) |
Расстояние в осевом направлении между вращающимися частями, смонтированными на разных валах (при наличии валов):
c3 (0,5...1)δ. |
(3.14) |
Радиальный зазор между зубчатым колесом одной ступени и валом другой ступени (min)
c4 (1,2...1,5)δ. |
(3.15) |
34
Радиальный зазор от поверхности вершин зубьев:
– до внутренней поверхности стенки редуктора
c5 1,2δмм ; |
(3.16) |
– внутренней нижней поверхности стенки корпуса (величину c6 определяет также объем масляной ванны)
c6 4c |
или c6 (5 10)m . |
(3.17) |
Расстояние от боковых поверхностей элементов, вращающихся вместе с валом, до неподвижных наружных частей редуктора
c7 5 8 мм. |
(3.18) |
Ширина фланцев S, соединяемых болтом диаметром d:
S k δ x , |
(3.19) |
где k – ширина фланцев корпуса и крышки (рис. 3.5, табл. 3.2); x – размер литейных переходов (рис. 3.6).
Толщина фланца боковой крышки h1 f (D) [2, табл. 11.1.1]. Высота головки болта
h 0,8h1 . |
(3.20) |
Длина цилиндрической части крышки (выбирается конструктивно)
5 мм.
35
Рис. 3.5. Элементы конструкции корпусных деталей редукторов с внешним расположением бобышек
36
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dболт, мм |
|
М8 |
М10 |
М12 |
М16 |
М20 |
|
М24 |
|
k, мм |
24 |
28 |
33 |
40 |
48 |
|
55 |
||
с, мм |
13 |
15 |
17 |
22 |
26 |
|
30 |
||
dвинт, мм |
|
|
М8 |
М10 |
М12 |
М16 |
М20 |
|
М24 |
k, мм |
|
19 |
23 |
27 |
35 |
43 |
|
51 |
|
с, мм |
10 |
12 |
14 |
17 |
22 |
|
26 |
||
Рис. 3.6. Размеры литейных переходов
Результатом эскизной компоновки редуктора являются величины размеров L, L1, L2… между подшипниковыми опорами, а также до сил, нагружающих валы.
Определение размеров, необходимых для выполнения эскизной компоновки конических, червячных, коническо-цилиндрических и червячно-цилиндрических редукторов с выступающими элемента-
ми корпуса, приведено на рис. 5.4.1, 5.5.1, 5.6.1, 5.7.1 [2].
При выполнении компоновки редукторов с корпусом в виде плоских наружных поверхностей с внутренним расположением бобышек можно воспользоваться рекомендациями, содержащимися в учебном пособии [1]. Конструктивное оформление элементов таких корпусов и их размеры представлены на рис. 3.7–3.9.
37
Рис. 3.7. Конструкции приливов для подшипниковых гнезд
38
Рис. 3.8. Крепление крышки редуктора к корпусу
Рис. 3.9. Крепление крышки редуктора к корпусу на длинных боковых стенках
Приливы для расположения подшипников конструктивно оформляют по рис. 3.7. Диаметр прилива принимают:
для закладной крышки
Dп 1, 25D 10 мм;
привертной крышки
Dп Dф 4 6 мм,
где Dф – диаметр фланца крышки подшипника.
39