Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
131
Добавлен:
26.02.2016
Размер:
1.87 Mб
Скачать

Таблица 4.8 - Значения коэффициентов качества поверхности К

Вид

 

KFa при сг,, МПа

K

fT

 

в

механической Ra, мкм

 

при о" , МПа

<700

>700

<700

>700

обработки

 

Шлифование

До 0,2

1

1

 

1

 

1

тонкое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обтачивание

0,2... 0,8 0,99...0,93 0,99...0,91

0,99...0,96

0,99... 0,96

тонкое

 

 

 

 

 

 

 

Шлифование

0,8...1,6

0,93...0,89

0,91...0,86

0,96... 0,94

0,95... 0,92

чистовое

 

 

 

 

 

 

 

Обтачивание

1,6...3,2

0,89...0,86

0,86...0,82 0,94...0,92 0,92...0,89

чистовое

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.9 - Значения коэффициента влияния поверхностного упрочнения К

Вид упрочнения

 

 

К >

 

 

поверхности вала

при Кс = 1 при

 

=1,1.-1,7

при Ка> 1,8

Закалка ТВЧ

1,3...

1,6

1,6...

1,7

2,4...

2,8

Азотирование

1,15...

1,25

1,3...

1,9

2,0...

3,0

Накатка роликом

1,2...

1,4

1,5...

1,7

1,8...

2,2

Дробеструйный наклеп

1,1...

1,3

1,4...

1,5

1,6...

2,5

Результаты вычислений следует занести в сводную таблицу параметров узлов валов редуктора (таблица 4.10).

Таблица 4.10 - Сводная таблица параметров узлов валов редуктора

Валы

Материал

S

вала

подшипника

сечение 1 сечение 2

 

Быстроходный

 

 

 

Тихоходный

 

 

 

60

5. КОНСТРУИРОВАНИЕ КОРПУСА РЕДУКТОРА

Корпус предназначен для размещения в нем деталей узла, для обеспечения смазки передач и подшипников, а также для предохранения деталей от загрязнения и для восприятия усилий, возникающих при работе. Он должен быть достаточно прочным и жестким, так как при деформациях корпуса возможен перекос валов, который приводит к неравномерности распределения нагрузки по длине зубьев зубчатых колес.

Все корпуса состоят из стенок, бобышек и фланцев, представляющих собой единое целое и для повышения жесткости усиленных ребрами. Корпусные детали в серийном производстве изготовляют литьем из чугуна марки не ниже СЧ15, в ответственных или тяжелонагруженных редукторах - из стального литья марки 25J1, для уменьшения массы корпусов применяют легкие сплавы (алюминиевые, магниевые). При индивидуальном изготовлении корпуса могут выполняться сварными. Сварные корпуса изготовляют из листовой, полосовой стали Ст2, СтЗ, а подшипниковые гнезда - из толстостенных труб или сплошного круглого проката.

Размеры корпусов зависят от числа и габаритов размещенных в них деталей, относительного их расположения и величины зазоров между ними. Ориентировочно размеры корпуса определяют при составлении компоновочной схемы редуктора.

Для удобства монтажа деталей корпус обычно делают разъемным. В горизонтальных редукторах плоскость разъема проходит по осям валов (рисунок 5.1). В вертикальных цилиндрических одноступенчатых редукторах обычно делают разъемы по двум горизонтальным плоскостям, проходящим через оси валов, а в двухступенчатых даже по трем. Нижнюю часть корпуса с одной плоскостью разъема называют основанием или корпусом, а верхнюю - крышкой корпуса. В коробках передач, в отдельных конструкциях червячных редукторов, легких зубчатых редукторах и в мотор-редукторах применяют цельные корпуса со съемными крышками.

Вмашиностроении литые корпуса изготовляют двух типов:

традиционные - с приливами снаружи (рисунок 5.1) и гладкие (рисунок 5.2) - с приливами внутри.

Ориентировочные размеры основных элементов традиционных литых корпусов приведены в таблице 5.1.

Основными элементами корпуса редуктора являются:

-элементы для подъема и транспортировки (при массе более 20 кг);

-отверстия для заливки масла в редактор;

-отверстие для слива масла;

-отверстие для установки маслоуказателя;

Отжимной

болт

Фланец

крышк,

Канавка для сбора масла

Рисунок 5.1 - Конструктивные элементы литого корпуса одноступенчатого цилиндрического горизонтального редуктора

ЧЧ

Рисунок 5.2 - Конструктивные элементы литого гладкого корпуса одноступенчатого цилиндрического горизонтального редуктора

Таблица 5.1 - Размеры основных элементов традиционных корпусов редукторов из чугуна

Параметры

Толщина стенки основания и крышки корпуса редуктора, мм:

-одноступенчатого цилиндрического

-одноступенчатого конического

-одноступенчатого червячного

-двухступенчатого

Толщина верхнего пояса (фланца) основания и крышки корпуса, мм

Толщина нижнего пояса (фланца) основания корпуса, мм:

-без бобышки

-при наличии бобышки

Толщина ребер основания корпуса, мм Толщина ребер крышки корпуса, мм Диаметр фундаментных болтов, мм

Число фундаментных болтов

Диаметр стяжных болтов, мм:

-у подшипников

-соединяющих основание корпуса с крышкой корпуса

Расстояние между стяжными болтами,

мм

Размеры, определяющие положение болтов d2, мм

Высота бобышки h, под болт d2, мм

Наименьший зазор между наружной поверхностью колеса и стенкой корпуса, мм:

-по диаметру

-по торцам

-между колесом и дном редуктора

Ориентировочные соотношения размеров

Во всех случаях 8 > 6 мм и <5j > 6 мм

8 = 0,025

-0^ + 1;

8Х = 0,02-a„ + 1

<5 = 0,05

-Д +1;

<5, =0,04-Л„ + 1

<5 = 0,04-а. +2;

<5, = 0,032 • аи

+ 2

8 = 0,025 -awT+3;

<5, =0,02-ав,).

+3

Ь = 1,5-8 Ъ, =1,5- 8,

р = 2,35-8

• pt =1,5-8; />,=(2,25...2,75)-<5

/и = (0,85... l)-<5 т,=(0,85...1)-<У,

d, =(0,03...0,036)-ow +12; d, = 0,072 -Rt +12

гф = 4 при ая7 < 250 1ф = 6 при awT > 250

d2 = (0,7...0,75) - с?,

c/3 =(0,5...0,6)d,

/= (10...15)-й?3

е= (1...1,2)-d2; q>0,5-d2 + d4,

где dt - диаметр болта для крепления

крышки подшипника

hri принимают конструктивно так,

чтобы образовалась опорная поверхность под головку болта и гайку

Л, «\,2-6

64

-отверстия для болтов для крепления крышки к основанию корпуса;

-отверстия для винтов для крепления крышки подшипникового узла к корпусу;

-отверстия для штифтов во фланцах;

-отверстие с резьбой на фланце крышки (для отжима при демонтаже);

-ребра жесткости.

При выполнении отверстий для крепления крышки и основания корпуса, а также крышек подшипниковых узлов к корпусу применяются стандартные крепежные изделия (болты, винты, шпильки, шайбы, гайки).

Глубину завинчивания винтов и шпилек в стальную деталь рекомендуется принимать (0,8...l)-J, в чугунную (1,3...1,5)-^, где d - наружный диаметр резьбы.

Глубину глухого отверстия под штифт для стальной детали принимать равной 2-d, для деталей из серого чугуна - 2,5-d и для деталей из сплавов цветных металлов - 3 • d, где d - диаметр штифта.

Таблица 5.2 - Размеры лап и фланцев редуктора

Параметр

 

 

Болты

 

 

 

 

 

М8

м ю

M12

М16

М20

М24

М27

МЗО

 

Мб

к,

22

24

28

33

39

48

54

58

65

с ,

12

13

16

18

21

25

34

36

40

Таблица 5.3 - Массы редукторов

 

 

 

 

 

 

 

Зубчатые цилиндрические одноступенчатые редукторы

 

Межосевое расстояние av, мм

100

160

200

250

 

315

Масса редуктора, кг

 

45

85

 

140

250

 

330

 

Зубчатые конические одноступенчатые

редукторы

 

 

Конусное расстояние Re,

мм

100

 

160

200

 

250

Масса редуктора, кг

 

50

 

60

100

 

190

 

 

Червячные одноступенчатые

редукторы

 

 

 

Межосевое расстояние aw, мм

80

100

125

160

180

225

250

Масса редуктора, кг

 

30

60

70

120

170

210

270

65

6.УКАЗАНИЯ ПО СМАЗКЕ РЕДУКТОРОВ

6.1.Смазывание зубчатого и червячного зацепления

Ддя редукторов общего назначения применяют непрерывное смазывание жидким маслом картерным непроточным способом (окунанием в масляную ванну). Этот способ применяют для зубчатых передач при окружных скоростях Vs от 0,3 до 12,5 м/с \ для червячных передач с цилиндрическим Червяком смазывание окунанием допустимо до скорости скольжения Vs = 10 м/с.

Для открытых зубчатых передач, работающих при окружных скоростях до 4 м/с, обычно применяют периодическое смазывание весьма вязкими маслами или пластичными смазками, которые наносят на зубья через определенные промежутки времени. В некоторых случаях применяют капельное смазывание из корыта (при FS<1,5 м/с), наполненного вязким маслом и расположенного под зубчатым колесом.

Выбор сорта масла зависит от значения расчетного контактного напряжения в зубьях АН и фактической окружной скорости колес VS. Сорт масла выбирается по таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Рекомендуемые сорта смазочных масел для передач по ГОСТ 17479.4-87

 

Контактные

Окружная скорость зубчатых передач Vs,

м/с

Передача

напряжения

Скорость скольжения червячных передач Vs,

м/с

 

ан, НIмм

Vs<2

2 < Vs < 5

Г, >5

 

 

 

 

<т„ < 600

И-Г-А-68

И-Г-А-46

И-Г-А-32

Зубчатая

600 <а„ <1000

И-Г-С-100

И-Г-С-68

И-Г-С-46

 

аи

>1000

И-Г-С-150

И-Г-С-100

И-Г-С-68

 

ан

< 200

И-Т-Д-220

И-Т-Д-100

И-Т-Д-68

Червячная

200 < ан й 250

И-Т-Д-460

И-Т-Д-220

И-Т-Д-100

 

ан

> 250

И-Т-Д-680

И-Т-Д-460

И-Т-Д-220

Примечание: обозначение индустриальных масел состоит из четырех знаков, каждый из которых показывает: И - индустриальное; второй - принадлежность к группе по назначению (Г - для гидравлических систем, Т - для тяжело нагруженных узлов); третий - принадлежность к подгруппе по эксплуатационным свойствам (Л - масло без присадок, С - масло с антиокислительными, антикоррозионными и лротивоизносными присадками, Д - масло с антиокислительными, антикоррозионными, противоизносными и противозадирными присадками); четвертый (число) - класс кинематической вязкости.

66

Для одноступенчатых редукторов при смазывании окунанием объем масляной ванны определяют из расчета 0,4...0,8 л масла на 1 кВт передаваемой мощности. Меньшие значения принимают для крупных редукторов.

В цилиндрических редукторах при окунании в масляную ванну колеса уровень масла находится в пределах от модуля до четверти диаметра зубчатого колеса. При нижнем расположении шестерни уровень масла находится в пределах hM =(0,1...0,5)-<i,, при этом hum-„ = 2,2-т.

Желательно, чтобы уровень масла проходил через центр нижнего тела качения подшипника (шарика или ролика).

Вконических редукторах должны быть полностью погружены в масляную ванну зубья конического колеса или шестерни.

Вчервячных редукторах при окунании в масляную ванну колеса

уровень масла находится в пределах m<hu<0,25-d2. При нижнем или боковом расположении червяка hM =(0,1...0,5)-о'1, при этом hvmm -2,2-т. Желательно, чтобы уровень масла проходил через центр нижнего тела качения подшипника (шарика или ролика).

При нижнем расположении червяка или шестерни цилиндрической передачи и высокой частоте вращения для уменьшения тепловыделения и потери мощности уровень масла понижают так, чтобы вывести червяк (шестерню) из масляной ванны. В этом случае для смазывания на червяк (шестерню) устанавливают разбрызгиватели.

Уровень масла, находящегося в корпусе редуктора, контролируют различными маслоуказателями.

Наибольшее распространение имеют жезловые маслоуказатели, так как они удобны для осмотра; конструкция их проста и достаточно надежна. Фонарные маслоуказатели удобны для корпусов, расположенных достаточно высоко над уровнем пола. Трубчатый маслоуказатель из оргстекла удобен для обзора, но хуже всего защищен от повреждений. Крановые маслоуказатели ставят попарно в зоне верхнего и нижнего уровней смазки. О наличии масла при данном уровне свидетельствует вытекание его при открытии крана.

При работе передач масло постепенно загрязняется продуктами износа деталей передач. С течением времени оно стареет, свойства его ухудшаются. Поэтому масло, налитое в корпус редуктора, периодически меняют. Для этой цели в корпусе предусматривают сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической или конической резьбой.

При длительной работе в связи с нагревом масла и воздуха повышается давление внутри корпуса. Это приводит к просачиванию масла через уплотнения и стыки. Чтобы избежать этого, внутреннюю полость корпуса сообщают с внешней средой путем установки отдушины в его верхних точках.

67

6.2.Смазывание подшипников

Впроектируемых редукторах для смазывания подшипников качения применяют жидкие и пластичные смазочные материалы. При выборе вида смазочного материала следует учитывать скорость вращения, температуру узла и способ отвода теплоты от подшипников, способ подачи смазочного материала, конструкцию уплотнений и вид смазочного материала в сопряженных узлах.

При смазывании зубчатых и червячных колес окунанием подшипники качения обычно смазываются из картера в результате разбрызгивания масла колесами, образования масляного тумана и растекания масла по валам. Надежное смазывание разбрызгиванием

возможно при окружных скоростях Vs > 2 м/с. Для свободного проникновения масла полость подшипника должна быть открыта внутрь корпуса.

Бхли при нижнем расположении быстроходных валов цилиндрических и червячных редукторов необходимо защитить подшипники от излишнего количества масла, то применяют внутренние уплотнения. Для смазывания подшипника вала конической шестерни, удаленного от масляной ванны, на фланце корпуса в полости разъема делают канавки.

При верхнем расположении вала-червяка или вала-шестерни цилиндрического редуктора применяют ряд специальных конструкций для смазывания подшипников.

При малых скоростях, когда разбрызгивание масла недостаточно для смазывания подшипников, его можно собирать с торцов зубчатых (червячных) колес, используя для этого скребки.

Установка сборников и скребков масла в проектируемых редукторах должна обеспечивать смазывание подшипников при любом направлении вращения.

Смазывание пластичными материалами применяется при окружных скоростях Vs<2 м/с. Полость подшипника, смазываемого пластичным материалом, должна быть закрыта с внутренней стороны подшипникового узла внутренним уплотнением. Размеры внутренней полости корпуса под пластичный материал должны иметь глубину с каждой стороны подшипника примерно 0,25 его ширины. Смазочный материал набивают в подшипник вручную при снятой крышке подшипникового узла на несколько лет. Смену смазочного пластичного материала производят при ремонте. Наиболее распространенные для подшипников качения - пластичные смазки типа солидол жировой (ГОСТ 1033-79), консталин жировой УТ-1 (ГОСТ 1957-73).

7.РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ

7.1.Проверочный расчет шпоночных соединений

Основными критериями работоспособности ненапряженных шпоночных соединений являются прочность шпонки на срез и прочность соединения на смятие. Расчеты на срез и смятие основаны на предположении, что соответствующие напряжения распределены по сечениям равномерно.

 

Расчет шпонки на срез выполняется по формуле:

 

 

_ 2 • 10

• 7* г

л

(7.1)

 

Тср~ d-i-ь

~Lr<*J'

 

 

где

Т - вращающий момент, передаваемый шпонкой, Н м;

 

 

d - диаметр вала,

мм;

 

 

/ - расчетная длина шпонки, мм (рисунок 7.1);

 

 

Ъ - ширина шпонки, мм;

 

 

[ r c J - допускаемое напряжение на срез, МПа.

 

 

Расчет соединения на смятие выполняется по формуле:

 

 

2-Ю3 - Г

г ,

(7.2)

 

0,94-d-(h-tl)-lp'[acA'

 

 

где

Т - вращающий момент, передаваемый шпонкой, Я • м;

 

 

d - диаметр вала,

мм;

 

/ - расчетная длина шпонки, мм (рисунок 7.1); (h - /,) - высота площадки смятия, мм;

[егс(1] - допускаемое напряжение на смятие, МПа.

Рисунок 7.1 - Параметры соединения призматическими шпонками

69

Расчетная длина шпонки определяется в зависимости от исполнения

шпонки (рисунок 7.1):

 

 

-

для шпонок исполнения А:

 

(7.3)

- для шпонок исполнения В:

 

(7-4)

-

для шпонок исполнения С:

1р = / - —.

(7.5)

Размеры стандартных призматических шпонок установлены в зависимости от диаметра вала. Длина призматической шпонки I выбирается конструктивно и должна быть на 3 - 10 мм меньше длины ступицы, насаженной на вал детали.

Для предотвращения смятия пазов вала и ступицы материал шпонки назначают таким образом, чтобы предел текучести <хг материала шпонки был меньше пределов текучести материалов вала и ступицы.

Допускаемое напряжение на смятие для неподвижных шпоночных

соединений принимают в. зависимости от предела текучести

материала

(таблица 2.2) по формуле:

 

K , ]

= g p

(7.6)

где [s] -

допускаемый коэффициент запаса прочности:

 

(s]=1,9...2,3 - при постоянной нереверсивной нагрузке;

[s]= 2,9...3,5 - при переменной нереверсивной нагрузке.

При реверсивной нагрузке значения [s] увеличиваются на 30%. При чугунных ступицах [стс„ ] = 70... 100 МПа.

Для подвижных шпоночных соединений в целях предупреждения задира и ограничения износа допускаемые напряжения смятия уменьшают в 3...4 раза.

Допускаемые напряжения на срез для шпонок принимают в пределах jj-cpJ = 60...100 МПа, причем меньшие значения берут при динамических нагрузках.

7.2. Проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов

Стяжные винты (болты) диаметром d2 подшипниковых узлов - наиболее ответственные резьбовые детали редуктора, расположенные попарно около отверстий под подшипники (рисунок 5.1, 5.2). Их назначение - воспринимать силы, передаваемые на крышку редуктора

70