Методички / Курсовое проектирование деталей машин

Рис. 29. Цилиндрический вал-шестерня

Диаметр гладкого вала III:

Принят d = 45 мм. Принята конструкция вала, аналогичная изображённой

1

на рис. 27.

18.ЭСКИЗНАЯ КОМПОНОВКА РЕДУКТОРА

18.1.Двухступенчатый цилиндрический редуктор

На стадии эскизного проекта выполняют эскизную компоновку редуктора

для определения расстояний между линиями действия всех сил, необходимых для определения реакций опор и изгибающих моментов на валах. Также предвари-

тельно назначают подшипники, схемы их установки, конструкции валов и разме-

ры отдельных элементов конструкции, выполняя таким образом предварительное конструирование.

Эскизная компоновка редуктора, выполненная на стандартном листе мас-

штабно-координатной (миллиметровой) бумаги в масштабе 1:1, в дальнейшем ис-

пользуется для выполнения сборочного чертежа. Исходными данными компонов-

ки являются: максимальный крутящий момент редуктора, межосевые расстояния,

диаметры колёс, ширина колёс, диаметры валов, рассчитанные ориентировочным

На рис. 30 приведена эскизная компоновка двухступенчатого цилиндриче-

ского редуктора, которая принята базовой для выполнения компоновки редукто-

ров других видов. На эскизе представлены накладные крышки подшипников, ис-

пользуемые с регулировочными прокладками. Второй вариант – врезные, исполь-

зуемые с компенсаторными кольцами [11]. Студент принимает накладные крыш-

ки для сварных корпусов, врезные – для литых. Первую эскизную компоновку

выполняют в следующей последовательности.

1.Вычерчивают оси валов, располагая их на межосевых расстояниях awб и awт.

2.Вычерчивают контуры колёс с размерами da b на расстоянии между торцами колёс 1 = 0,5δ. Толщину стенки корпуса из чугунного литья, отвечающую требо-

ваниям технологии литья и необходимых прочности и жёсткости, определяют по эмпирической зависимости:

4. Намечают внутренние стенки редуктора, назначая расстояние от них до торцов колёс либо их ступиц 2 = 0,8δ и минимальное расстояние до венцов колёс 3

1,25δ. При назначении ступицы колеса необходимо учитывать, что её длина lст

должна быть больше диаметра вала по рекомендации:

для обеспечения центрирования ступицы по цилиндрической поверхности (вто-

рой вариант – центрирование по торцу заплечика). Диаметр ступицы назначают по соотношению:

5.Вычерчивают валы с диаметрами и конструктивными решениями, принятыми в ориентировочном расчёте.

6.Назначают радиальные шарикоподшипники средней серии, одинаковые для обе-

их опор, и выписывают размеры d D B r; расстояние от внутренней стенки редуктора до торца подшипника принимать 4 = 2... 12 мм (большее значение — при наличии мазеудерживающего кольца).

7. Конструируют подшипниковый узел для определения размеров консоли. Ори-

ентировочно длину консоли (расстояние от середины подшипника до середины ступицы) назначают:

где d – внутренний диаметр подшипника,

и в процессе второй эскизной компоновки уточняют. Расстояния между линиями действия сил l1 , l2 , l3 и реакций опор L определяют суммированием элементов ли-

бо измерением, принимая их для всех валов одинаковыми. Например, расстояние между опорами (пролёт) валов определяют по формуле:

18.2. Двухступенчатый цилиндрический соосный редуктор

Эскизная компоновка двухступенчатого цилиндрического соосного редук-

тора приведена на рис. 31. Основы компоновки изложены в п. 18.1. Особенно-

стью конструкции является наличие опоры, общей для подшипников быстроход-

ного и тихоходного валов, которые не опираются на стенки корпуса редуктора.

Компоновку выполняют в следующей последовательности.

1.Вычерчивают оси быстроходного и промежуточного валов, распола-

гая их на межосевом расстоянии aw.

2. Вычерчивают контуры колёс и валов быстроходной ступени, назначая зазоры по п. 18.1. Быстроходная шестерня имеет симметричное расположение от-

носительно опор.

3.Назначают для быстроходного вала радиальные шарикоподшипники средней серии и выписывают размеры d D B r.

4.Вычерчивают контуры колёс, валов и подшипников тихоходной сту-

пени, назначая зазоры по п. 18.1. Тихоходное колесо имеет симметричное распо-

ложение относительно опор. Расстояние между торцами подшипников, разме-

щённых в промежуточной опоре, принимать 5 = (0,7…1)δ .

5.Расстояния между линиями действия сил и реакций опор L1, L2 и L3

определяют суммированием элементов либо измерением. Например, расстояние

между опорами промежуточного вала определяют по формуле:

рис. 32. Компоновка редуктора имеет особенности, связанные с использованием радиально-упорных подшипников, когда расстояние между их серединами не

совпадает с расстоянием между опорами вследствие угла контакта, и консольным расположением конической шестерни. Основы компоновки изложены в п. 18.1.

Компоновку выполняют в следующей последовательности.

lк.б.

Рис. 32. Эскизная компоновка коническо-цилиндрического редуктора

1.Вычерчивают оси промежуточного и тихоходного валов, располагая их на межосевом расстоянии aw.

2.Перпендикулярно осям посередине листа проводят ось конической шестерни до пересечения с осью промежуточного вала.

3.Вычерчивают коническую передачу. Из точки пересечения осей про-

водят образующие делительных конусов δ1 , на них откладывают внешнее конус-

ное расстояние Re и ширину венцов b. Формируют конусы вершин и внешний то-

рец конической шестерни с его переходом на заплечик для упора подшипника.

Длину заплечика назначают исходя из возможности размещения лапок съёмника подшипника ( 6 = 0,5 В), а диаметр – захвата лапками внутреннего кольца под-

шипника.

4.Вычерчивают валы с диаметрами и конструктивными решениями,

принятыми в ориентировочном расчёте.

5. Назначают для быстроходного вала радиально-упорные подшипники средней серии (рекомендуются роликовые конические) и выписывают размеры:

d D B Т r.

6.Назначают схему расположения подшипников – «враспор» или «врас-

тяжку». На рис. 32 представлена схема «враспор». Вследствие отклонения реак-

ций опор на угол контакта α от направлений радиальных нагрузок точка приложения вектора реакции находится не посередине ширины В, а на расстоянии a

от наружного торца подшипника.

где d – внутренний диаметр подшипника, мм;

D - наружный диаметр подшипника, мм;

Т – осевой габарит подшипника, мм;

e – коэффициент осевого нагружения [11].

7. На середине ширины венца b находят среднее сечение и измеряют расстояние lкш от него до ближайшей точки 2 приложения реакции. Расстояние между точками приложения 1 и 2 реакций L1 = (1,4…2,3) lкш. Длину консоли lкб

назначают по рекомендации (183).

8.На промежуточном валу вычерчивают контур конического колеса,

назначая длину ступицы по рекомендации (181). Возможно несимметричное рас-

по-ложение ступицы относительно диска.

9.Назначают и откладывают от конического колеса, зазоры 1 , 2 и 4 по

п. 18.1 и контуры подшипника. В целях сокращения номенклатуры приме-няемых подшипников целесообразно для промежуточного вала назначать такие же подшипники, что и для быстроходного вала, и поставить их также «враспор». Из-

меряют расстояние L2 /2 от оси конической шестерни до середины подшипника.

При проектировании симметричной конструкции корпуса целесообразно от оси до середины второго подшипника также назначить L2 /2.

10. Контуры цилиндрических колёс и зазоры назначают по п. 18.1 и в процессе второй эскизной компоновки уточняют. Для тихоходного вала назнача-

ют радиальные шарикоподшипники средней серии. Длину консоли lкт назначают по рекомендации (184). Расстояния между линиями действия сил l1 , l2 , l3 и реак-

ций опор L2 и L3 определяют измерением элементов либо их суммированием ана-

логично формулам (185) и (186).

18.4. Червячный редуктор

Эскизная компоновка червячного редуктора приведена на рис. 33. Эскизы следует выполнять в двух проекциях. Основы компоновки изложены в п. 18.1.

Особенностью конструкции является использование радиально-упорных под-

шипников и назначение расстояния между опорами червяка без учёта длины чер-

вяка. Компоновку выполняют в следующей последовательности.

1.Вычерчивают оси быстроходного и тихоходного валов, располагая их на межосевом расстоянии aw.

2.Вычерчивают контуры червячного колеса, тихоходного вала, ради-

ально-упорные роликоподшипники средней серии, поставленные «враспор», и за-

зоры по п. 18.1. Расстояние между линиями действия реакций опор L2 определяют измерением элементов, длину консоли – по формуле (183).

Рис. 33. Эскизная компоновка червячного редуктора

3. Вычерчивают контуры червяка, быстроходного вала, выполняемого обычно заодно с червяком, и проектируют подшипниковые узлы. На червяк дей-

ствуют значительные осевые нагрузки, поэтому один из вариантов опор - ради-

ально-упорные подшипники, поставленные «враспор». Другие варианты приведе-

ны в пособии [11].

4.Задают расстояние между серединами опор червяка по соотношению

Длину консоли определяют по формуле (182).

18.5. Червячно-цилиндрический редуктор

Эскизная компоновка червячно-цилиндрического редуктора приведена на рис. 34. Эскизы следует выполнять в двух проекциях. Основы компоновки изло-

жены в п. 18.1. Особенностью конструкции является наличие внутренней опоры вала червяка и другие особенности, связанные с червячной передачей. Компонов-

ку выполняют в следующей последовательности.

1.Вычерчивают оси быстроходного, промежуточного и тихоходного валов, располагая их на межосевых расстояниях awб и awт.

2.Вычерчивают контуры червяка и колёс, тихоходного вала, валов, по-

ставить на них подшипники средней серии и назначить зазоры по пп. 18.1. и 18.4.

3. Зазор 2 между торцом червячного колеса и внутренней стенкой корпуса может быть увеличен, так как червяк расположен несимметрично отно-

сительно средней линии корпуса, ближе к одной из стенок. На внутренней опоре расположен подшипник червяка с наружным диаметром D . Толщина корпуса этой опоры D1 = D + 3δ. Поэтому минимальное расстояние от оси червяка до внутренней стенки составляет D1/2.

4. К наружной стенке редуктора привёртывается крышка подшипника с максимальным диаметром фланца Dп = D + 4,5dб, где dб – диаметр болтов при-

вёртных (накладных) крышек; определяется по рекомендациям табл. 26.