Методички / Конструирование деталей машин

3.1. Литая конструкция

Для изготовления корпусных деталей используют чугун, реже сталь и лёгкие сплавы. Корпусные детали состоят из стенок, рёбер, приливов, в том числе плати-

ков и бобышек, фланцев, а также болтов или винтов различного назначения,

устройства для контроля, заливки и слива масла и других элементов. Для облег-

чения формовки рёбра на крышке располагают снаружи.

Верх крышки делают горизонтальным, что упрощает обработку платика и позволяет использовать его как монтажную базу. Проушины для строповки отли-

вают вместе с крышкой. Крышку с корпусом соединяют винтами, ввертываемыми в гнёзда, нарезаемые непосредственно в корпусе. Фундаментные болты распола-

гают в выемках корпуса так, чтобы лапы не выступали за габариты корпуса. На рис. 19 приведено изображение корпуса цилиндрического редуктора с внутрен-

ними рёбрами.

Рис. 19. Корпус литого редуктора

Конфигурация и размеры элементов корпусных деталей приведены на рис. 20.

При конструировании корпусов должны быть выполнены следующие техни-

ческие требования:

1)форма и размеры корпусных деталей должны соответствовать технологии

изготовления;

2)все поверхности корпусов и крышек деталей, контактирующие с другими деталями, должны быть обработаны (разъём, основание, подшипниковая рас-

точка, цековка и др.); для ограничения обрабатываемой поверхности выполняют

приливы (платики и бобышки);

3)недопустима постановка прокладок в разъём (течь предотвращают по-

крытием пастой «Герметик»);

4)обязательна окраска необработанных поверхностей.

Толщину стенки корпуса 1 (рис. 20), отвечающую требованиям технологии ли-

тья и необходимой жёсткости конструкции, определяют по эмпирической зависи-

мости:

Для соединения корпуса и крышки по всему контуру плоскости разъёма проек-

тируют специальные фланцы 3 – снаружи крышки и 4 – внутри корпуса (рис. 20).

Плоскость разъёма 5 фрезеруют и шлифуют для обеспечения высокого класса ше-

роховатости (Rz = 6,3 мкм), необходимого для точной посадки подшипников в корпус. По этой же причине в разъём прокладки не ставят.

Ширину фланца корпуса и крышки назначают в зависимости от диаметра

стяжных винтов, рассчитываемого по эмпирической зависимости:

где Ттх — крутящий момент на тихоходном валу редуктора, Н м.

Также может быть использована зависимость dc = 1,5. Толщина фланцев hс ≥

1,5 dс. Стяжные винты скрепляют корпус и крышку и обеспечивают герметич-

ность внутренней полости и точность установки подшипников. Винты использу-

ют с наружной шестигранной головкой или с цилиндрической головкой, снаб-

жённой внутренним шестигранником, что предпочтительнее.

Ширина фланцев bс складывается из толщины стенки и расстояния от стенки до края фланца Kс. Расстояние от края фланца до оси отверстия Сс = 0,5 Kс. Для болтов с цилиндрической головкой Kс = (2,1...2,2) dc. Размеры Kс и Сс для болтов с шестигранной головкой, позволяющие без помех использовать гаечные ключи,

приведены в табл. 8.

Таблица 8. Размеры элементов для размещения болтов, мм

Стяжные винты располагают на минимальном расстоянии от отверстия под подшипник (3…5 мм). Рекомендуется минимальное расстояние между осями со-

седних винтов (2…2,5) dc. Винт размещают посередине между отверстиями под-

шипниковых гнёзд при невозможности размещения двух винтов. Размеры элемен-

тов для размещения винтов (болтов) приведены в табл. 8. Для ввинчивания стяж-

ных винтов внутри литого корпуса проектируют бобышки 6.

Винты в каждом ряду располагают по одной линии. Крайние винты распола-

гают как можно ближе к углам корпуса. Так же как и два конических штифта 7

(рис. 20, элемент В) диаметром dш = (0,7...0,8) dc для центрирования отверстий под стяжные винты при сборке [11].

Приливы 8 для подшипников объединяют с фланцами. Длина прилива bп скла-

дывается из ширины подшипника, крышки подшипника, компенсирующего коль-

ца и зазоров. Практически их ширина равна ширине фланцев корпуса и крышки bс. Схемы и конструктивные элементы подшипниковых узлов с врезными крыш-

ками приведены на рис. 3, 5 и 14. Размеры канавок для кольцевидных выступов 9

врезных крышек приведены на рис. 14.

Наименьший диаметр прилива подшипникового гнезда для врезных крышек

принимают равным Dб = 1,25D + 10 мм, где D – наружный диаметр подшипника.

Под приливами наиболее нагруженных подшипниковых гнёзд ставят рёбра жёсткости 10 толщиной 3 = (0,8...1) . Предпочтительна постановка двух рёбер под одной опорой. Такой же принимают толщину рёбер 11 крышки.

В верхней части крышки предусматривают люк 12 максимально возможных размеров для заливки масла и осмотра внутренней полости редуктора. Его форму следует принимать прямоугольной. Люк закрывают крышкой. Наиболее простой вариант – стальной лист толщиной 3…4 мм с ручкой-отдушиной.

Крышку люка крепят четырьмя или шестью винтами диаметром dл = 0,5dc

(обычно М6 или М8), располагая их друг от друга на расстоянии (12…15) dл. Под крышкой располагают уплотнительную прокладку ленточной формы из картона или резины. Платик 13 для размещения крышки люка смотрового окна распола-

гают горизонтально. Высота платика f = 0,5. Ширину платика принимают bл =

(2,3…2,5) dл.

Захваты 14 для транспортировки редуктора выполняют в виде ребра с отвер-

стием. Толщину подъёмных рёбер принимают 2 = 2,5. Диаметр отверстия dр =

3.

Диаметр фундаментных болтов принимают dф=1,25 dc M12. Как правило,

проектируют 4, реже 6, фундаментных болта. Места крепления корпуса к литой

плите выполняют в виде ниш Г (рис. 20), расположенным по углам корпуса. Глу-

бину ниши принимают Кн = 2,4 dф при расстоянии от края фланца до оси фунда-

ментных болтов Сн = 1,2 dф. Толщина лапы ниши hф = 1,5 dф. Высота ниши hн = 2 hф. Ширина платика опорной поверхности лапы bфл = Кн + 1,5 . Платик 13 распо-

лагают на расстоянии от днища корпуса f = 0,5 .

Платики корпусных деталей проектируют также во всех местах контакта: с

торцами гаек, шайб, головок винтов, пробок, крышек и установочных плит. Во всех случаях платик должен располагаться над необработанной поверхностью на высоте f = 0,5 . Места контакта подлежат обязательной механической обра-

ботке.

Обработку опорных поверхностей под крепёжные детали выполняют цеков-

кой 14 (рис. 20, сечение Д-Д), когда фрезеруют пальцевой фрезой углубления ци-

линдрической формы для размещения шайб. Размеры цековки приведены в табл.

7.

Высота корпуса редуктора Н больше высоты крышки h1 (рис. 20), так как расстояние от венца колеса наибольших размеров до внутренней стенки крышки составляет 3 1,25 , а минимальное расстояние от венца до днища корпуса со-

ставляет 3 . Полная высота корпуса зависит от объёма заливаемого масла. Ориен-

тировочно высота центров редуктора Н = (1…1,1)aw, где aw – межосевое расстоя-

ние. Для предотвращения протекания масла плоскости разъёма корпуса и крыш-

ки смазывают специальной пастой «герметик», а также спиртовым лаком, жид-

ким стеклом др.

Смазку колёс в редукторе осуществляют окунанием. Масло заливают через от-

верстие люка. Для контроля уровня масла используют различные устройства.

Наиболее простым и надёжным является жезловый маслоуказатель (щуп) с рис-

ками верхнего и нижнего уровня. Для упрощения конструкции корпуса редуктора целесообразно использовать щуп в отдельном корпусе. Для его крепления на кор-

пусе редуктора предусматривают платик 15, который рекомендуется совместить с платиком пробки.

Загрязнённое масло периодически сливают через отверстие с резьбой. Отвер-

стие закрывают пробкой М14…М20 с прокладкой из паронита или маслостойкой резины толщиной 2…4 мм. Под пробку проектируют платик. Размеры пробок и маслоуказателей приведены в [11]. Нижний уровень маслосливного отверстия проектируют ниже уровня днища, которое желательно выполнить с уклоном

1…2º.

Уклоны вертикальных стенок отливки проектируют для облегчения извлече-

ния модели из формы. Их величины назначают в зависимости от высоты корпус-

ной детали из табл. 9.

Таблица 9. Уклоны вертикальных стенок

Уклоны других элементов (бобышки, рёбра и др.) принимают 1:5 (11º30ʹ).

Внутренние радиусы сопряжений отдельных элементов отливок принимают R =

3…5 (до 8) мм, наружные радиусы R1 = R + .

Окончательное конструирование корпуса и крышки выполняют после второй эскизной компоновки редуктора и разработки конструкций подшипниковых уз-

лов и уплотнительных устройств. Рабочий чертёж литого корпуса приведен на рис. 59. Конструктивная форма корпуса редуктора, рассмотренного выше, не является единственно возможной. Другие конструкции рассмотрены в атласе конструкций [8].

При конструировании корпусных деталей редукторов других типов общие во-

просы конструирования аналогичны рассмотренным выше. Отличительной осо-

бенностью конических редукторов является прилив, в котором размещают ком-

плект конической вал-шестерни со стаканом, сквозной накладной крышкой и ра-

диально-упорными подшипниками, способный выполнять регулирование под-

шипников и зацепления.

Вчервячных редукторах корпус выполняют в двух вариантах: неразъёмный

сдвумя окнами на боковых стенках и разъёмный с плоскостью разъёма по оси вала червячного колеса. В обеих конструкциях вал червяка вместе с подшипни-

ками вводят в осевом направлении в боковые отверстия стенок. При этом диа-

метр вершин червяка da1 может быть больше диаметра D под подшипник. В этом случае проектируют стакан диаметром Dс с тем, чтобы разность наружного диаметра стакана и диаметра вершин червяка составляла d = 2…5 мм.

3.2. Сварная конструкция

Проектирование сварного корпуса следует начинать с изучения кон-

струкции литого корпуса в п. 3.1. Толщину стенок сварного корпуса прини-

мают

св 0,8 .

Размеры остальных элементов корпусных деталей принимать по соотношени-

ям, приведенным в п. 3.1. Корпус и крышку редуктора сваривают из элементов,

изготовленных из проката (лист, полоса, пруток круглого сечения и др.). После сварки изделия отжигают, иногда правят (рихтуют). Затем производят механиче-

скую обработку плоскостей и отверстий, контактирующими с другими деталями.

На рис. 21 приведено изображение деталей цилиндрического редуктора в сварном корпусе.

Один из вариантов сварного корпуса цилиндрического редуктора приведён на рис. 22. Сварная конструкция отличается от литой по следующим позициям:

1)для удобства сварки фланцы 1 и рёбра корпуса 2 и крышки 3 располагают снаружи;

2)наружные рёбра корпуса выполняют прямоугольной формы, рёбра крышки корпуса - треугольной формы;

Рис. 21. Двухступенчатый цилиндрический редуктор в сварном корпусе

3)подшипниковые гнёзда выполняют жёсткими, изготовляя их из круглого или квадратного проката (призм 4, рис. 22) путём их механической обработки; под-

шипниковые приливы проектируют снаружи; 4)под фланцы подшипниковых крышек ставят регулировочные прокладки;

5)подшипниковую крышку проектируют накладной; её привинчивают к приз-

мам винтами с пружинными шайбами; 6)наружные фланцы приваривают по всему периметру корпуса и крышки кроме

подшипниковых призм 4;

7)фланцы 1 корпуса и крышки выполняют одинаковой толщины в целях унифи-

кации материала; 8)вместо стяжных винтов ставят стяжные болты с использованием гаек и пру-

жинных шайб;

9)обрабатываемые поверхности под люки, пробки и т.п. ограничивают плати-

ками 5, которые специально приваривают угловыми или стыковыми швами;

10)минимальная глубина ввинчивания в стальной корпус h dб.