Все силы с вращающихся деталей (зубчатых колес, валов) передаются на неподвижный корпус редуктора через тела качения подшипников, что уменьшает потери энергии на трение. Проследим передачу осевой силы с колеса на корпус (рис. 2.1). Колесо 4 торцом ступицы давит через распорное кольцо 8 или утолщение вала (в зависимости от направления вращения вала) на внутреннее кольцо подшипника 5. Далее сила передается через шарики на наружное кольцо подшипника, которое торцом через регулировочное кольцо 7 (или непосредственно) давит на крышку. С крышки 6 сила передается корпусу. Для передачи крутящего момента с вала на ступицу насаженной детали служат шпонки 12 или шлицы.

В редукторах общего назначения обычно применяется комбинированное смазывание (картерное смазывание). Одно или несколько зубчатых колес смазываются погружением в ванну с жидким смазочным материалом в нижней части корпуса редуктора (картера), а остальные узлы и детали, в том числе подшипники качения, смазываются за счет разбрызгивания масла погруженными колесами и циркуляции внутри корпуса образовавшегося масляного тумана. По времени это непрерывное смазывание.

Картерное смазывание применяют при окружных скоростях погруженных колес до V= 15 м/с.

Глубина погружения цилиндрических зубчатых колес устанавливается не более (0,8…1,5)Рt – шага зацепления, но не менее 10 мм. При меньших скоростях, например в тихоходных ступенях многоступенчатых редукторов, допустимо более глубокое погружение колес (до 1/3 радиуса колеса).

Ориентировочно объем масла в ванне можно принимать в пределах (0,3…0,7)10-3 м3 на 1 кВт передаваемой мощности.

На практике же объем масляной ванны устанавливается, исходя из опыта эксплуатации конкретных механизмов в конкретных условиях, и может существенно отличаться от приведенных значений.

При картерном смазывании заправка корпуса редуктора отфильтрованным маслом производится через люк или отверстие, закрываемое резьбовой пробкой-отдушиной, которая обеспечивает также сообщение внутренней полости корпуса с атмосферой, предотвращая возникновение внутри корпуса избыточного давления или вакуума при изменении температуры передачи. Пробка-отдушина завинчивается непосредственно в корпус в верхней его части или в крышку смонтированного люка.

11

Рис. 2.2. Силы в зацеплении косозубой зубчатой передачи

Контроль уровня масла при заправке и эксплуатации производится с помощью маслоуказателей: прозрачных, жезловых, контрольных пробок с цилиндрической или конической резьбой и др.

Поскольку допустимый уровень масла в редукторах может изменяться в весьма ограниченных пределах, из прозрачных маслоуказателей наиболее удобны в применении круглые. Они компактны, просты в изготовлении, однако из-за загрязнения в них со временем снижается видимость уровня. На стержне жезлового маслоуказателя имеются риски, указывающие верхний и нижний уровень масла в картере. Иногда жезловые маслоуказатели одновременно выполняют роль отдушины.

Резьбовые пробки больших размеров применяются в качестве сливных, т.е. закрывающих сливное отверстие. Они располагаются непосредственно у днища корпуса, чтобы с маслом сливался и осадок. Максимальная температура масла в редукторах не должна превышать 95оС.

Для индивидуального смазывания узлов, например подшипниковых, применяются масленки.

Для предотвращения вытекания смазочного материала из корпуса редуктора или выноса его в виде масляного тумана и брызг применяют различные уплотняющие материалы и устройства. Разъемы составных корпусов (корпус-крышка) герметизируют специальными мазями, наносимыми на плоскости разъема перед сборкой корпуса. Во фланцевых соединениях могут применяться также мягкие листовые прокладочные материалы.

В настоящее время для герметизации фланцевых соединений широко применяют уплотнения (ГОСТ 9833) в виде резиновых колец круглого сечения. Для герметизации мест выхода из корпуса валов диаметром 6…500 мм широко применяются резиновые манжетные уплотнения (ГОСТ 8752). Манжеты предотвращают вытекание масла из корпуса и

12

препятствуют попаданию в него пыли и влаги извне. Металлический каркас в виде пружины придает жесткость манжете и позволяет обеспечить плотную и герметичную посадку ее в корпус. Рабочая кромка манжеты прижимается к валу за счет упругих сил резины и браслетной пружины, которая располагается в желобе воротника и представляет собой обычную витую пружину с соединенными между собой концами. Пыльник предохраняет рабочую кромку от попадания пыли и грязи. Манжеты этих типов могут работать при окружной скорости вала у рабочей кромки манжеты до 20 м/с.

В практике имеют применение и другие типы уплотнения валов: с помощью сальниковых войлочных колец, торцовые уплотнения с прижимными дисками, лабиринтные уплотнения и др.

2.4. Порядок выполнения работы

А. Разборка редуктора по узлам.

Разборку редуктора производят в следующем порядке:

1.Отворачивают гайки и вынимают болты (см. рис. 2.1). Снимают крышку корпуса редуктора. Если крышка не снимается, пользуются отжимным болтом, предусмотренным в корпусе редуктора.

2.Отворачивают пробку 5, вынимают маслоуказатель 6.

3.Не вынимая валов с зубчатыми колесами и подшипниками, знакомятся с конструкцией и назначением всех деталей редуктора (раздел Б).

4.Для лучшего знакомства с конструкцией узлов рекомендуется вынуть один, два вала с деталями. Не выпрессовывая вал из подшипников

изубчатых колес, осмотреть весь узел в сборе и поставить на свое место.

5.На основании изучения конструкции редуктора заполняются 1-3 разделы бланка лабораторной работы.

Б. Определение параметров зубчатых передач.

Определение параметров прямозубых ( β =0) и косозубых передач: с некорригированным зацеплением (с нулевым смещением, Х1=Х2=0) или с высотным корригированным (равносмещенное, +Х1=–Х2) можно выполнять в следующим образом:

1. Измеряются штангенциркулем размеры А1, А2, d2, d3 (рис. 2.3), определяются межосевые расстояния первой (быстроходной) и второй (тихоходной) передачи:

13

Если величины αw1 и αw2 близки к стандартным (табл.1 приложения 2), то они округляются до стандартных величин.

Рис. 2.3. Схема определения межосевого расстояния

2. Подсчитываются числа зубьев шестерен и зубчатых колес и определяются передаточные числа (см. рис. 2.3):

первой передачи:

U1 = Z2 ;

Z1

второй передачи:

U2 = Z4 . Z3

3. Измеряется штангенциркулем ширина венцов зубчатых колес и определяются коэффициенты ширины венца (ГОСТ 2185):

Коэффициенты ширины венца колеса (ГОСТ 2185) следующие:

0,1; 0,125; 0,16; 0,2; 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25.

14

4. Определяются торцовые модули зубчатых передач:

5. Определяются нормальные модули зубчатых передач:

mn1= mt1 · cos β1; mn2= mt2 · cos β2;

Учитывая, что угол β = 8…22о и cos β=0,99…0,94, задаются произвольно углом β и подсчитывают значение mn. Далее выбирают значения mn1 и mn2 как ближайшие меньшие к стандартному значению модуля mn из табл. 2 приложения 2.

6. Подсчитываются углы наклона зубьев с учетом выбранного mn:

Значения углов β1 и β2 определяются с точностью до 1.

7. Определяются расчетом диаметры вершин зубьев шестерен и колес и сравниваются с их измеренными значениями:

первая передача:

При совпадении подсчитанных и измеренных значений диаметров делают вывод – передача некорригированная (Х1=Х2=0), при их несовпадении определяют коэффициенты смещения исходного контура из уравнения

15

Результаты расчета и замера параметров зубчатых передач заносятся в табл. 4 (приложения 2).

В. Определение типа и параметров подшипников

Устанавливается тип и замеряются основные размеры подшипников (d, D, B), являющихся опорами валов редуктора (рис. 2.4).

По этим параметрам с помощью таблиц ГОСТов на подшипники качения устанавливается условное обозначение подшипников и сравнивается с индексом на подшипнике, а также определяется их динамическая и статическая грузоподъемность. Результаты заносятся в табл. 5 приложения 2.

Рис. 2.4. Подшипник качения

16

Г. Определение мощности, крутящих моментов и чисел оборотов валов редуктора.

1. Определяются числа оборотов валов редуктора: n = n1 (задается преподавателем);

2. Рассчитывается вращающийся момент на тихоходном вале Т3 из условия контактной прочности зубчатой передачи по формуле

где Кa =43 – для косозубых и шевронных передач; Кa =49,5 – для прямозубых передач;

Knβ = 1,05 – коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба; [σn] – допускаемое контактное напряжение колеса с менее прочным

зубом или среднее допускаемое контактное напряжение, Н/мм (задается преподавателем).

3. Определяются вращающие моменты на промежуточном Т2 и

где U1, U2 – передаточные числа быстроходной и тихоходной передачи; η3n = 0,97 – среднее значение коэффициента полезного действия за-

крытой зубчатой передачи;

17

ηnk = 0,99 – коэффициент полезного действия пары подшипников качения.

4. Определяются мощности на валах редуктора:

Значения вращающих моментов, мощности и угловой скорости заносятся в табл. 6 отчета.

Литература

1.Детали машины: учебник для вузов / под ред. О. А. Ряховского. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002.

2.Курмаз, Л. В. Конструирование узлов и деталей машины: справочное учебно-методическое пособие / Л. В. Кумаз. – М.: Высш. шк.,

2007.

3.Проектирование механических передач / под ред. С. А. Чернавского. – М.: Машиностроение, 1984.

18

Приложение 1

Лабораторная работа № 1

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И МАРКИРОВКИ СТАЛЬНЫХ ПРОВОЛОЧНЫХ КАНАТОВ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН

Студент______________________________________________________

Группа_______________________________________________________

Дата__________________________________________________________

Проверил_____________________________________________________

1.Эскиз каната с простановкой основных размеров и обозначением основных элементов.

2.Определение типа каната.

2.1.По роду свивки проволок в прядях_____________________________

с точным контактом, линейным контактом, точечно-линейным контактом.

2.2. По диаметру проволок в наружном слое________________________

одинаковый, разный, с заполняющими проволоками

2.3. По виду свивки_____________________________________________

раскручивающийся, нераскручивающийся

2.4. По направлению свивки прядей_______________________________

правая, левая

2.5. По направлению свивки проволок в прядях и прядей в канате______

______________________________________________________________

односторонняя, крестовая, комбинированная

19

2.6.По типу сердечника_________________________________________

______________________________________________________________

пеньковый, металлический, искусственный материал, асбестовый

2.7.По количеству прядей и числу проволок в пряди_________________

2.8.По виду покрытия поверхности проволок_______________________

искусственный материал, без покрытия

3. Площадь поперечного сечения проволочек в канате (без сердечника) Fk

4.Тип каната по государственному стандарту

______________________________________________________________

5.Маркировка каната, выбранного по государственному стандарту

______________________________________________________________

6.Суммарные и в целом разрывные усилия каната Рсум, Ро

20