Детали машин. Лабораторный практикум

α

81

В крышках подшипников, через которые выходят валы, имеются манжет-

ные уплотнения 14. Для осмотра передач и заливки масла в крышке корпуса предусматривают смотровое отверстие, закрываемое крышкой 15, в которой для редукторов с большим тепловыделением закрепляется отдушина 16. Для контроля уровня масла в редукторе предусмотрен маслоуказатель 17. Для подъема редуктора предусматривают рым – болты 18 (крюки, или отверстия, отлитые вместе с основанием корпуса). В основании корпуса находится маслоспускное отверстие, закрываемое пробкой 19. Смазка колес производится окунанием в масляную ванну.

3 Описание объекта исследования, приборов и инструментов

Объектами исследования являются двухступенчатый цилиндрический и одноступенчатый конический редукторы. Для выполнения разборки и сборки редукторов необходимо иметь следующие инструменты: отвертку ручную, штангенциркуль, кронциркуль, ключ торцовый изогнутый, мел.

4 Методика выполнения исследований и обработка результатов

4.1 Работа с двухступенчатым цилиндрическим редуктором

4.1.1 Открутить и снять болты крепления крышки корпуса с основанием,

снять крышку корпуса. Осмотреть редуктор при снятой крышке.

4.1.2 Произвести измерения: – отметив мелом по одному зубу на колесах, вращая их, подсчитать число зубьев шестерней , и колес , для быстроходной и тихоходной

Z

1

3

Z

2

4

ступеней; – определить направление линии зубьев цилиндрических зубчатых колес (правое или левое) быстроходной и тихоходной ступеней на основании рисунка 2.

и тихоходной – измерить межосевое расстояние быстроходной

w

1

w

2

ступеней, мм. – измерить ширину шестерни и колеса быстроходной ступени и

шестерни и колеса тихоходной ступени (рисунок 5), мм.

b

3

b

4

– измерить длину зуба шестерни и колеса быстроходной ступени, длину зуба шестерни и колеса тихоходной ступени, мм.

b

w

3

b

1

b

w

1

b

w

4

b

2

b

w

2

– измерить диаметры шестерни и колеса быстроходной и тихоходной ступеней (рисунок 5), мм: окружностей вершин: ,

окружностей впадин: .

,,,

dddd

aaaa

4321

,,,

dddd

ffff

4321

4.1.3 Произвести расчеты:

⋅

=

β2β

β

⋅

β

⋅

+

=

−

=

82

– определить передаточное число каждой ступени и общее передаточное число редуктора

Z

2

u

Z

u

1

Z

4

,,

== (1)

TБ

Z

3

; (2)

иuu

ТБp

– ориентировочно определить угол наклона зубьев быстроходной и тихоходной ступеней , град ,

1

⎞

⎛

b

i

b

w

i

arccos;cos

ββ

==

i

b

i

⎟

⎜ ⎜

⎝

; (3)

⎟

b

w

i

⎠

– определить расчетную величину модуля быстроходной и тихоходной ступеней т

, т2, мм

1

a

cos2

m

= , (4)

i

Z

S

iwi

i

где Z

– суммарное число зубьев шестерни и колеса быстроходной

S

(тихоходной) ступени. Полученную величину согласуют со стандартным значением по

m

i

ГОСТ 9563-80 1-й ряд (предпочтительный): 1 1,25 1,5 2 3 5 6 8 2-й ряд: 1,125 1,375 1,75 2,25 3,5 4,5…5,5 7 9; – уточнить угол наклона зубьев

5,0

⎛ ⎜

arccos=

i

; (5)

⎜

⎜ ⎝

m

Z

s

a

ω

i

⎞

i

⎟

i

⎟

⎟ ⎠

– рассчитать геометрические параметры шестерни и колеса быстроходной и тихоходной ступеней (рисунок 5), мм:

Zm

β

ii

,

i

mdd 2

ii

d

= (6) делительный диаметр

i

cos

диаметр окружностей вершин , (7)

a

i

диаметр окружностей впадин ; (8)

f

i

mdd 5,2

ii

ψ

83

Рисунок 5 – Цилиндрическое Рисунок 6 – Коническое

колесо колесо

– подсчитать коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния для быстроходной и тихоходной ступеней

bа

,

bа

1

2

=

b

a

i

. (9)

а

w

i

b

i

4.1.4 Собрать редуктор.

4.2 Работа с коническим редуктором

4.2.1 Гаечным ключом открутить болты, крепящие крышки подшипни- ков. Снять крышки.

4.2.2 Открутить и снять болты крепления крышки корпуса с основанием,

снять крышку корпуса. Осмотреть редуктор при снятой крышке.

4.2.3 Вынуть тихоходный вал с колесом из редуктора, и вал-шестерню со стаканом.

4.2.4 Произвести измерения: – отметив мелом по одному зубу на колесах, вращая их, подсчитать число зубьев шестерни , и колеса ;

– измерить внешние диаметры выступов шестерни и колеса

Z

1

Z

2

d

ае

1

d

ае

2

(рисунок 6), мм; –

измерить внешние диаметры впадин шестерни и колеса

d

fе

1

d

fе

2

(рисунок 6), мм; – измерить ширину зубчатого венца колеса (рисунок 6), мм;

– на внешнем торце колеса измерить высоту зуба , мм.

b

2

h

e

4.2.5 Произвести расчеты: – определить передаточное число редуктора;

δ2δ

⋅

=

⋅

⋅=⋅

δ

⋅⋅+

=

⋅−=

; (10)

84

и =

Z

2

Z

1

, град и колеса – вычислить углы делительных конусов шестерни

; (11)

1

0

;90

δδδ

22

uarctg=−=

– определить внешнее конусное расстояние , мм из формулы

R

e

285,0

,

Rb

e

(12)

b

R

=

e

; (13) отсюда

285,0

– определить внешний торцовый модуль передачи , мм из формулы

m

e

R

m

e

2

() ( )

+⋅= , (14)

1

2

ZZ

2

2ZZR

m

=

e

() ( )

e

2

+

1

. (15) отсюда

2

Полученную величину согласовывают с ближайшим стандартным

m

e

значением по ГОСТ 9563-80: = 1.0 1,25 1,5 2.0 2,5 3.0 4.0

m

e

– определить основные геометрические параметры шестерни и колеса, мм (рисунок 6): внешние делительные диаметры:

= , (16)

1

; ZmdZmd

1

2

eeee

внешние диаметры окружностей вершин:

11

⋅⋅+=

1

22

cos2;cos2

mddmdd , (17)

eeaeeeae

2

среднее конусное расстояние

, (18)

em

bRR

5,0

средние делительные диаметры:

()(

)

⋅⋅−=⋅

ψ

⋅

=

85

, (19)

⋅−=

bRm

e

5,01;5,01

bRme

dddd

e

2211

высота зуба на внешнем торце

. (20)

mh

2,2

ee

4.2.6 Собрать редуктор.

5 Содержание отчета

5.1 Титульный лист.

5.2 Цель работы.

5.3 Кинематическая схема двухступенчатого цилиндрического и кониче- ского редукторов.

5.4 Результаты измерений и вычислений: таблицы А.1, А.2 (приложе-

ние А), таблицы В.1, В.2 (приложение В).

6 Вопросы для самоконтроля

1. Какие виды зубчатых передач различают и где они применяются?

2. Каково назначение цилиндрического и конического редуктора?

3. От чего зависит число ступеней редуктора?

4. Какие преимущества и недостатки имеют редукторы, выполненные по развернутой схеме; с раздвоенной ступенью; соосные и другие?

5. Перечислите детали и узлы, из которых состоит редуктор. Каково их назначение?

6. Для чего необходимо наличие зазора в подшипниках?

7. Чем вызвана необходимость регулирования зазора в подшипниках?

8. Опишите порядок разборки и сборки цилиндрического и конического редукторов.

9. Дайте определение понятию «передаточное число зубчатой передачи».

10. Дайте определение понятию «передаточное число редуктора».

11. Как определяется передаточное число в отдельных передачах редук- тора и редуктора в целом?

12. Как определяется делительный диаметр зубчатого колеса?

13. Как определяется диаметр выступов зубчатого колеса?

14. Как определяется диаметр впадин зубчатого колеса?

15. Дайте определение понятию «угол делительного конуса».

16. Как определяется угол делительного конуса?

β2β

ψ

86

Приложение А (обязательное)

Таблица А.1 – Замеренные параметры 2- ступенчатого цилиндрического редуктора

Параметры Едини-

ца

измере-

ния

шт.

Быстроходная

ступень

обозна-

чение

1

значе-

ние

Z

Z2 колеса Z

Направление линии зубьев: шестерни колеса

Межосевое расстояние Ширина зубчатого венца:

шестерни колеса

Диаметр впадин: шестерни

мм

α

w1

b

1

b

2

b

w1

b

bw4 колеса

w2

d

a1

d

da4 колеса

a2

d

f1

d

df4 колеса

f2

мм

Тихоходная

ступень

обозна-

чение

Число зубьев: шестерни Z

3

4

α

w2

b

3

b

4

b

w3

d

a3

d

f3

значе-

ние

Длина зуба: шестерни

Диаметр выступов: шестерни

Таблица А.2 – Рассчитанные параметры 2- ступенчатого цилиндрического редуктора

Параметры Едини-

ца из-

мере-

ния

Межосевое расстояние

мм

Передаточное число Угол наклона зубьев

Модуль Делительный диаметр: шестерни

град

мм мм

колеса

Быстроходная

ступень

обозна-

чение

α

w1

и

Б

1

m

1

d

1

значе-

ние

иТ

d2 d4

Диаметр выступов: шестерни

Диаметр впадин: шестерни

Коэффициент ширины колеса по

d

a1

d

a2

d

f1

d

f2

da4 колеса

df4 колеса

1ва

межосевому расстоянию

Тихоходная

ступень

обозна-

чение

α

w2

m

2

d

3

d

a3

d

f3

2ва

значе-

ние

δ

87

Приложение В

(обязательное)

Таблица В.1 – Замеренные параметры конического редуктора

Параметр Единица Обозначе-

измерения

шт.

колеса

Внешние диаметры выступов: шестерни

колеса

Внешние диаметры впадин: шестерни

колеса

Ширина зубчатого венца колеса

мм

ние

Z

1

Z

2

d

ае

1

d

ае

2

d

fе

1

d

fe

2

b

2

Число зубьев: шестерни

мм

Значение

Высота зуба на внешнем торце колеса

мм

e

Таблица В.2 – Рассчитанные параметры конического редуктора

Параметр Единица Обозначе-

измерения

Передаточное число

град.

колеса

Конусное расстояние: внешнее среднее

Внешний торцовый модуль

Внешний делительный диаметр: шестерни

мм

колеса

Внешний диаметр вершин: шестерни

мм

колеса

Средний делительный диаметр: шестерни

мм

колеса

Высота зуба на внешнем торце колеса

мм

ние

и

1

2

R

e

R

m

e

d

e

1

d

e

2

d

ае

1

d

ае

2

d

m

1

d

m

2

h

e

Значение

Углы делительных конусов: шестерни

мм

88

Лабораторная работа 8

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И РЕГУЛИРОВАНИЕ

ЧЕРВЯЧНЫХ РЕДУКТОРОВ

1 Цель работы

•

Ознакомиться с классификацией, кинематическими схемами, конст-

рукцией, узлами и деталями червячных редукторов.

Выяснить назначение всех деталей редуктора.

•

Определить параметры зацепления.

•

Выяснить назначение регулировок узлов редуктора и произвести регу-

лировку подшипников и зацепления при сборке редуктора.

2 Теоретические положения

2.1 Общие сведения

Червячная передача относится к передачам зацепления с перекрещивающимися осями валов. Угол перекрещивания обычно равен 90

Преимущества червячной передачи: возможность получения больших передаточных отношений в одной паре (до 1000); плавность и бесшумность работы, возможность самоторможения. Недостатки: низкий КПД (0,7… 0,92), повышенный износ, склонность к заеданию, необходимость применения для изготовления колес дорогих антифрикционных материалов.

2.2 Материалы для изготовления червяка и червячного колеса

Для червяков силовых передач применяют углеродистые и легированные стали марок: 45, 20Х, 40Х, 40Н и другие, закаленные до твердости 45… 55 НRC с последующей шлифовкой и полированием, что обеспечивает высокую твердость рабочих поверхностей. В большинстве случаев червяк выполняют как целое с валом.

В качестве материалов для изготовления венцов червячных колес используют оловянистые бронзы. При скоростях скольжения = 5…30 м/с для

венцов червячных колес применяют бронзу Бр010Н1Ф1, Бр010Н1Ф1. При

≤ 6 м/с для зубчатых венцов применяют менее дорогие безоловянистые

V

ск

бронзы БрА9ЖЗЛ, БрА10Ж4Н4 и другие. Для центра колеса применяют чугун или углеродистую сталь.

2.3 Конструкция червячного редуктора

Основные кинематические схемы одноступенчатых червячных редукторов представлены на рисунке 1. На схемах быстроходный вал обозначен Б, тихоходный – Т.

V

ск

0

.

89

Рисунок 1 – Кинематические схемы одноступенчатых червячных редукторов

При окружных скоростях червяка до 4… 5 м/с применяют редукторы с нижним расположением червяка (рисунок 1, а). Смазывание червячной передачи проводится погружением червяка в масло.

При верхнем или вертикальном расположении червяка (рисунок 1, г)

смазывание зацепления обеспечивается погружением червячного колеса.

При окружных скоростях червяка более 5 м/с наблюдаются большие потери на перемешивание смазки, поэтому червяк располагают над колесом (рисунок 1, б).

Передачи с вертикальным расположением вала червячного колеса (рисунок 1, в) или червяка (рисунок 1, г) используют редко вследствие трудности смазывания подшипников вертикальных валов.

Червячные редукторы предназначены для уменьшения угловой (окруж-

ной) скорости и увеличения вращающего момента на ведомом валу.

Характеризуются редукторы передаточным числом, вращающим момен-

том, частотой вращения ведущего или ведомого валов.

Конструкция червячного редуктора приведена на рисунке 2. Редуктор состоит из корпуса 1 и крышки 2, которые соединены болтами 3. Корпус и крышку выполняют литыми из чугуна (или алюминиевых сплавов). Вращательное движение от быстроходного вала-червяка 4 к тихоходному валу 5 осуществляется червячным колесом 6, которое установлено на валу при помощи шлицев. Червяк выполнен заодно с валом. Валы установлены в корпусе

90

Рисунок 2 – Червячный редуктор