16. Назначение, область применения, устройство редукторов.

Редуктор - это механизм, обеспечивающий передачу энергии от двигателя к рабочему или промежуточному органу машины с пони­жением угловой скорости (частоты вращения) валов и повышением крутящего момента.

Аналогичные конструкции, предназначенные для повышения частоты вращения, называются мультипликаторами.

Редуктор состоит из литого или сварного корпуса, в котором размещены элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т. д. Разновидностей редукторов много. В основу их классификации могут быть положены разные признаки:

тип передачи: зубчатые, червячные, смешанные, планетарные;

число ступеней: одно-, двух-, трехступенчатые;

тип зубчатых колес: цилиндрические, конические, смешанные и др.;

относительное расположение валов в пространстве: верти­кальные и горизонтальные;

особенность кинематической схемы: соосное расположение валов, раздвоенная ступень и т. п.

Схемы наиболее распространенных многоступенчатых редукторов приведены на рис. 1.20.

Из двухступенчатых цилиндрических редукторов наиболее про­стую конструкцию имеют редукторы, выполненные по схеме, пред­ставленной на рис. 1.20, а. В схеме рис. 1.20, б по сравнению со схе­мой, приведенной на рис. 1.20, е, опоры наиболее нагруженной, т. е. тихоходной ступени, расположены симметрично относительно зубча­тых колес, поэтому она является предпочтительной. На рис. 1.20, г и д показаны схемы трехступенчатых цилиндрических редукторов.

Достоинством редуктора, представленного на рис. 1.20, е явля­ется соосность выходных валов, что во многих случаях очень удобно при компоновке механизмов.

Приведенный на рис. 1.20, ж цилиндро-конический редуктор следует предпочесть редуктору, выполненному по схеме рис. 1.20, а в том случае, когда это улучшит условия компоновки механизмов.

Рис. 1.20. Схемы многоступенчатых цилиндрических редукторов:

а, б, в - двухступенчатые редукторы; г, д. е - трехступенчатые редукторы;

ж - цилиндро-конический редуктор

Передаточное число одноступенчатого конического редуктора при использовании прямозубых конических колес обычно не превы­шает 3,0; при использовании колес с косыми или криволинейными зубьями - не более 5,0.

Двухступенчатые редукторы обычно имеют передаточное число 8 -30, трехступенчатые - до 400.

Коническо-цилиндрические редукторы имеют передаточные числа в диапазоне от 8 до 15; червячные редукторы - 8-80; односту­пенчатые зубчато-червячные - до 150; двухступенчатые червячные редукторы - 80-2500.

В ряде случаев, когда требуется получить большие передаточ­ные числа при малых габаритах передачи, применяют планетарные редукторы.

17. Принципы соединения деталей в пищевом машиностроении.

Машины и механизмы состоят из деталей, которые во время ра­боты должны совершать относительное движение или находиться в относительном покое. Такие подвижно или неподвижно соединенные детали называют сопрягаемыми.

В настоящее время все соединения деталей машин подразделя­ют на две большие группы:

1. Разъемные (разбираются без нарушения целостности деталей):

а) клиновые (с поперечными и продольными клиньями);

б) винтовые (резьбовые).

Здесь следует различать винтовые скрепления, служащие для со­единения деталей (например, болтовые соединения), и винтовые со­членения (винтовые механизмы), предназначенные для передачи дви­жения и работы (например, грузовые винты домкратов, прессов и т. п.).

2. Неразъемные (могут быть разобраны только при нарушении целостности соединяемых деталей или средств соединения):

а) сварные; \

б) заклепочные.

Неразъемные соединения деталей также можно получить валь­цеванием, пайкой, склеиванием.

Различают условно разъемные соединения, при которых в ре­зультате разборки нарушаются геометрические размеры одной из де­талей, например, посадка ступицы на вал посредством посадок с натя­гом (прессовая посадка), соединения гайка-болт с фиксирующей де­талью и т. п.

Разъемные соединения деталей

Клиповые соединения относятся к числу разъемных соедине­ний. Достоинствами их являются простота конструкции и возмож­ность быстрой сборки и разборки.

В зависимости от характера действующего усилия рассматри­ваемые клиновые соединения подразделяются на:

а) клиновые соединения для постоянной (по направлению) на­ грузки - ненапряженные;

б) клиновые соединения для переменной нагрузки - напряженные.

На рис. 1.27 показан пример конструктивного выполнения нена­пряженного клинового соединения.

Рис. 1.27. Пример конструктивного выполнения ненапряженного клинового соединения

Это соединение может работать лишь при указанном на рисунке направлении силы Р. При изменении направления силы Р на обратное - соединение нарушится; вследствие ослабления клина возникнут сильные удары, которые приведут к поломке частей соединения.

Шпоночные соединения являются разновидностью клиновых со­единений. Соединительным звеном здесь является продольный клин, называемый шпонкой. Ось шпонки параллельна оси соединяемых де­талей в отличие от поперечных клиньев, ось которых перпендикуляр­на оси соединяемых деталей. Шпонка - типовая деталь любой отрасли машиностроения. Наибольшее распространение шпонки получили для соединения вращающихся деталей, насаженных на валы и оси, например, ременных шкивов, зубчатых колес, маховиков, рукояток и т. п. Однако часто шпонки применяются и для невращаюшихся со­единений деталей.

Все шпоночные соединения и шпонки делятся на три основные группы: клиновые, призматические и сегментные.

Наиболее распространенной группой шпонок является группа призматических шпонок. Рабочими гранями их являются узкие плос­кости (1 и 2) (см. рис. 1.28). Широкие плоскости (3 и 4) не являются рабочими, так как при передаче крутящего момента они непосредст­венно не испытывают напряжений смятия, даже соприкасаясь с плос­костями пазов вала и втулки.

Рис. 1.28. Установка призматической шпонки: 1,2- узкие полоски шпонки; 3, 4 - широкие полоски шпонки

Шлицевые (многошпоночные) соединения образуются выступа­ми на валу и соответствующими впадинами в ступице (см. рис. 1.29).

Рис. 1.29. Шлицевое соединение

Шлицевые соединения обладают большими преимуществами по сравнению со шпоночными:

лучшее центрирование деталей на валах;

лучшее направление деталей, перемещающихся вдоль вала;

меньшее ослабление вала;

возможность передачи больших усилий шлицами;

возможность применения более совершенной технологии из­готовления с последующим профилированием.

По форме профиля различают следующие шлицевые соедине­ния: прямобочные, трапецеидальные, треугольные и эвольвентные.

Соединение штифтами (рис. 1.30) применяется для передачи поперечных сил и моментов, а также элементов, обеспечивающих точное взаимное расположение скрепляемых между собой деталей.

Рис. 1.30. Соединение штифтом

Применяют штифты цилиндрические, конические, цилиндриче­ские с насечками. В некоторых конструкциях штифты применяются в качестве предохранительных деталей. В таких случаях штифт выбира­ется с таким расчетом, чтобы при перегрузке он срезался, предохраняя от разрушения более дорогие детали машины.

Резьбовое (винтовое, болтовое) соединение является одним из старейших видов соединения. В настоящее время невозможно найти машину, в которой оно бы отсутствовало. Осуществляются резьбовые соединения при помощи болтов, гаек, шпилек, винтов, шурупов.

Рис. 1.31. Болтовое соединение

Болтовое соединение (рис. 1.31) - разъемное неподвижное со­единение деталей машин при помощи болта и гайки, а также, как пра­вило, шайбы.

ления двух или большего количества деталей с отверстием без внут­ренней резьбы, проходя через них без ввинчивания.

Винт, как и болт, имеет резьбу на одном конце и головку на цругом. Своей нарезной частью он ввинчивается в подготовленное от­верстие в одной из скрепляемых деталей и стягивает детали между собой. Применение гаек при этом исключается. Для соединения дета-лей из мягких материалов (пластмасса, древесина) используют шуру­пы, которые при завинчивании сами нарезают посадочное отверстие.

Шпилька снабжена резьбой на обоих концах. Одним концом она ввинчивается в тело одной из скрепляемых деталей, на другой ко-нец навинчивают гайку.

Достоинства резьбовых соединений: высокая надежность со-единений; удобство сборки и разборки; наличие большой номенкла­туры элементов соединения, обеспечивающей использование данного вида соединения в любых условиях; относительно малая стоимость элементов соединений.

Недостатки резьбовых соединений: наличие значительного ко-личества концентраторов напряжения; нетехнологичность некоторых специальных конструкций.

Неразъемное неподвижное соединение деталей

На рис. 1.32 приведены наиболее распространенные неподвиж­ные неразъемные соединения.

а б в

Рис. 1.32. Неподвижные неразъемные соединения: а - сварное; б - заклепочное; в - запрессованное

Заклепочные соединения образуются постановкой металличе­ских стержней - заклепок - в совмещенные отверстия соединяемых элементов и расклепкой концов этих стержней (рис. 1. 33).

Заклепкой называется круглый стержень, который имеет на од­ном конце головку, называемую закладной, а вторая головка заклепки замыкающая - формируется при клепке. По размерам заклепки де­лятся на крупные, мелкие со сплошными стержнями и мелкие с полы­ми стержнями (пистоны).

Болт ~ крепежная деталь, обычно цилиндрический стержень с головкой, снабженный на части длины резьбой, на которую навинчи­вается крепежная гайка. Болты, как правило, используются для скреп-

Рис. 1.33. Заклепочное соединение

Скрепление заклепками может быть разобрано только разруше­нием одной из скрепляемых деталей или связывающих эти детали элементов - заклепок.

Заклепочные соединения осуществляются обычно группой за­клепок, образующих так называемые заклепочные швы, которые в со­ответствии с их конструктивным оформлением делятся на несколько типов в зависимости от:

вида стыка листов;

условий работы заклепок;

количества рядов заклепок;

расположения заклепок.

Заклепочные швы характеризуются коэффициентом прочности, представляющим собой отношение прочности шва в сечении, ослаб­ленном заклепками, к прочности его по целому листу. Этот коэффи­циент всегда меньше единицы, так как прочность листа, ослабленного заклепками, меньше прочности целого листа.

Сварное соединение - неразъемное соединение металлических частей при помощи местного нагрева (сварки), выполненное таким образом, чтобы место соединения (неразъемного) по механическим свойствам и своему составу по возможности не отличалось от основ­ного металла. В месте соединения металл доводится до пластического или расплавленного состояния, что обеспечивает возможность ис­пользования сил молекулярного сцепления соединяемых металличе­ских частей. Этим сварка принципиально отличается от механическо­го сцепления заклепками или болтами.

Существует свыше шестидесяти методов сварки, которые под­разделяются на две основные группы:

Сварка плавлением (газовая, аргонодуговая, высокочастотная, электродуговая).

Сварка пластическим деформированием (горновая, холодная, газопрессовая, контактная электросварка, стыковая электросварка, то­чечная электросварка).

Остальные методы являются их разновидностями или комбина­циями. Сварке поддаются практически все применяемые в машино-строении металлы и сплавы.

Различают сварные соединения встык, внахлестку, угловые, мировые, с накладками и др. Применяют непрерывные, прерывистые и точечные сварные швы.