9. Конструирование корпуса редуктора

При конструировании корпуса редуктора необходимо обеспечить его прочность и жесткость, исключающие перекосы валов.

Конструктивными элементами корпуса редуктора являются :

1.  основание редуктора (картера)

2. – крышка редуктора

3. – приливы под подшипники качения

4. – гнезда под подшипники качения

5. – ребра жесткости корпуса редуктора

6. – бобышки (приливы) под болты диаметром d₃ для стягивания верхней и нижней крышек редуктора в том месте, где устанавливаются подшипники

7. – фланцы крышки и основания редуктора(в плоскости разъема редуктора). Фланцы крышки и основания крепят стяжными болтами диаметром d₂

8. – лапы для крепления редуктора к фундаменту(раме). Крепление лап осуществляют при помощи фундаментных болтов диаметром d₁

9. – крышка смотрового отверстия (отдушина)

10. – крючки для транспортировки редуктора.

Материал корпуса редуктора обычно чугун, чугунные корпуса изготавливают в виде отливок.

Для удобства сборки корпус редуктора выполняют разъемным. Плоскость разъема проходит через ось валов, а для удобства обработки ее располагают параллельно плоскости основания редуктора.

Рис 39 Литые корпус и крышка двухступенчатого цилиндрического редуктора с разъёмом по осям валов.

Одноступенчатые цилиндрические косозубые редукторы

1 – основание корпуса; 2 – рым-болт; 3 – крышка корпуса; 4 – жезловый маслоуказатель; 5 – маслоспускная пробка; 6 – ведущий вал-шестерня; 7 – уплотнение; 8 – крышка торцовая; 9 – ведомый вал; 10 – зубчатое колесо.

Рис 40 Цилиндрический одноступенчатый зубчатый редуктор.

Таблица 31

Ориентировочные размеры конструктивных элементов

литых корпусов.

№п/п	Наименование элемента	Формула и результат расчета
1	Толщина стенки основания корпуса(картера)	 = 0,01аw +7  8 мм принимаю  = 10 мм
2	Толщина ребер жесткости корпуса редуктора	m  0.9  0.910  9 мм
3	Диаметр фундаментных болтов	d1  1.5  1.510 15 мм, принимаю d1 =16 мм
4	Ширина фланца для крепления редуктора к фундаменту(раме)	К1  (3.5…4) d1(55…65) мм, принимаю К1 = 65 мм
5	Толщина фундаментных лап	в1  2.35  2.35 10 23.5 мм, принимаю в1 = 24 мм
6	Диаметр стяжных болтов	d2(0.5…0.6)d1  (8…10), принимаю d2 = 8 мм
7	Ширина фланцев крышек под стяжные болты	К2 =(3.5…4)d2  (28…32), принимаю К2 = 32 мм
8	Толщина фланцев крышек нижнего и верхнего поясов редуктора	b21.5  1.510 15 мм, принимаю в2 = 16 мм
9	Шаг между осями стяжных болтов	t  (10…15)  d2 , принимаю конструктивно
10	Диаметр штивтов для точной установки крышки редуктора на его основание	dшт(0.7…0.8)d2 (6…7), принимаю dшт = 8 мм
11	Диаметр болта в бобышке около подшипников, для стягивания верхней и нижней крышек редуктора	d3(0.7…0.75)d1 (11…12), принимаю d3=12 мм
12	Диаметр отверстия в бобышке под подшипник назначают по Дп2	Дотв2 = Дп2 = ? (мм), Дотв1 = Дп1 = ? (мм)
13	Глубина подшипниковых гнезд назначается конструктивно для всех подшипников одинаковой	l=Вп2+hk+hм+(3…4)= ? +10+10+(3…4)= ? , принимаю l= ? где hk = 10 – толщина крышки подшипника hм =10- мазеудерживающие кольца
14	Диаметр винтов для крепления крышек подшипников назначают конструктивно	d4 = 6 мм принимается
15	Основные разметы корпуса редуктора, замеряют по эскизнойкомпановке	ширина В = мм, высота Н = мм,

Рис 41 Конструкция корпусных деталей одноступенчатого цилиндрического редуктора

Компоновка редуктора необходима для определения размеров корпуса, оптимального размещения деталей внутри редуктора конструктивного оформления зубчатых колес и оформления подшипников.

Для построения размерной схемы корпуса редуктора надо сначала провести четыре осевых линии :

1 – осевая линия ведущего вала редуктора } смотри плоскость

2 - осевая линия ведомого вала редуктора } по разъему

3 – осевая линия(ось симметрии редуктора)} редуктора

4 – осевая линия между верхней и нижней крышками редуктора } фронтальная плоскость(вид сбоку)

Построение размерной схемы корпуса редуктора ведут в двух проекциях : фронтальной плоскости и плоскости по разъему редуктора.

Для этого сначала надо проставить точки О1 и О2 центров зубчатых колес в двух проекциях, а затем приступить к построению размерной схемы корпуса.

Для фронтальной плоскости (вид сбоку) необходимо :

провести окружности двух звеньев (шестерни и колеса) из центров О1 и О2

а) радиусами делительных окружностей

для шестерни (мм)

для колеса (мм)

б) радиусами окружностей вершин зубьев

для шестерни (мм)

для колеса (мм)

определить зазоры :

а) между ступицей колеса и внутренней стенкой корпуса редуктора

Δ  (1… 1.2)   = (1…1.2)  10  (10…12), принимаю Δ = 12 мм

б) между днищем корпуса и вершиной зуба колеса

Δ1 = 4Δ = 412 = 48 мм, принимаю Δ1 = 50 мм

3) отложить зазор между колесами и внутренней стенкой корпуса редуктора по всему контуру величиной Δ = 12 мм

4) отложить(пунктиром) толщину δ = 10 мм стенки корпуса редуктора

Для плоскости по разъему редуктора необходимо :

конструктивно оформить по ранее найденным размерам :

а) зубчатое колесо (оразмерить)

m_n = (мм) – модуль зацепления

h_a = (мм) – высота головки зуба

h_f = (мм) – высота ножки зуба

d₂ = (мм) – диаметр делительной окружности

d_a2 = (мм) – диаметр окружности выступов

d_f2 = (мм) - диаметр окружности впадин

d_k2 = мм – диаметр вала под зубчатым колесом

l_ст2 = мм – длина ступицы колеса (lст2 = в2 принято)

d_ст2 = мм – диаметр ступицы колеса

b₂ = мм – длина зубчатого венца колеса

0 = (3…4)m (мм) – толщина обода под зубчатым венцом колеса

с = 0.3  в мм – толщина диска колеса

d₀ = 0.25(d_а - d_ст) мм – диаметр отверстия для облегчения зубчатого колеса

D_отв = 0.5(d_а + d_ст) мм – диаметр центровой окружности между отверстиями облегчения

Для фиксации зубчатого колеса в осевом направлении предусматривают с одной стороны буртик, а с другой – распорную втулку, толщина которых равна К  (12…15) мм.

Распорная втулка прижимается к внутренней обойме подшипника, а не к валу.

б) вал – шестерню

m_n = мм – модуль зацепления

h_a = мм – высота головки зуба

h_f = мм – высота ножки зуба

d₁ = мм – диаметр делительной окружности

d_a1 = мм – диаметр окружности выступов

d_f1 = мм - диаметр окружности впадин

d_ц1 = мм – диаметр цапфы-шипа(входной конец вала)

l_ст1 = в₁ = мм – длина ступицы шестерни (ширина зубчатого венца шестерни)

Вал-шестерня

d_a< 2 d_вал

в) подшипники качения окончательно подобранные в ГОСТ 8338-7; ГОСТ 831-75.

Для ведущего вала редуктора окончательно подобран шарикоподшипник, радиально-упорный, однорядный, легкой серии №…., для которого:

основные размеры выбранные из ГОСТ таковы :

d_п1 = мм , Д_п1 = мм , В_п1 = мм , С = кН , С₀ = кН , =

Рис. 42

Шарикоподшипники радиально-упорные воспринимают и радиальные и осевые нагрузки.

Осевая грузоподъёмность их зависит от угла контакта α=12^°; α=26^°; α≈36^°. С увеличением α возрастает осевая нагрузка за счёт радиальной нагрузки. Эти подшипники воспринимают осевую нагрузку только в одном направлении, поэтому для фиксации вала в обе стороны их устанавливают попарно.

Геометрические параметры шарикоподшипника радиально-упорного

S=0,15(D-d) – высота кольца обоймы.

S₁=0,5S – высота скошенной обоймы.

В₁=0,15В – часть толщины (длины) обоймы до скоса.

- диаметр шарика.

D_ср=0,5(D+d) – средний диаметр между шариками.

H=0,5(D-d) – высота обоймы.

Для ведомого вала редуктора окончательно подобран шарикоподшипник радиальный однорядный лёгкой серии, для которого:

- основные размеры выбранные из ГОСТ таковы:

мм, мм, мм, С= кН, С₀= кН.

- геометрические соотношения найденные по эмпирическим зависимостям составляют:

	h=0,5(D-d)= - высота обоймы dш=(0,55…0,63)·h=- диаметр шарика dср = 0.5(D+d) = - средний диаметр между центрами шариков S = 0.15)·dm - глубина обоймы под шариками	Шарикоподшипники радиально-однорядные воспринимают радиальные и ограниченно осевые нагрузки, действуют в обоих направлениях вдоль оси вала. Допускают перекосы валов ≈до 10%.
Рис. 43 Подшипник шариковый радиальный однорядный

2) Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса редуктора зазором ∆ = 12 мм, зазор откладывают от ступицы l_ст2 колеса.

3) отложим толщину стенки редуктора δ = 10 мм (пунктирной линией) толщина δ = 10 мм откладывается от внутренней стенки корпуса редуктора и проводится пунктирной линией.

4) размещаем подшипники на валах по их габаритам.

Толщину обоймы В_П2 откладываем от внутренней стенки корпуса редуктора (центры всех подшипников должны лежать на одной линии).

Вал под подшипниками будет шлифоваться, поэтому на валу для выхода шлифованного камня выполняют перепад диаметров в виде проточки небольшой глубины.

Перед размещением подшипников решаем вопрос об их смазке.

Если скорость вращения зубчатых колес достаточная V > 5м/с, то смазку зубчатых колес и подшипников намечают засчет разбрызгивания и масляного тумана из общей ванны редуктора.

В косозубых передачах масло выжимается зубьями в одну сторону к подшипникам.

Для предотвращения обильного забрызгивания масла в подшипники устанавливают мазезащитные кольца.

В случае установки мазеудерживающего кольца необходимо обеспечить его прижатие к торцу распорной втулки, а не к заплечнику вала.

5) Выбираем подшипниковые крышки и уплотнение

Со стороны выходных концов валов (со стороны цапф-шипов) устанавливают сквозные подшипниковые крышки с уплотнением, а с противоположных концов валов устанавливают глухие подшипниковые крышки и без уплотнений.

Вычерчиваем крышки подшипников с регулировочными прокладками и болтами их крепления.

6) откладываем глубину l подшипниковых гнёзд (для всех подшипников одинаковой).

Глубина подшипниковых гнёзд l откладывается от толщины подшипника В_П2

7) конструктивно оформить подшипниковые крышки и уплотнение

8) отложить ширину фланца К₂= (мм) под стяжные болты с диаметром d₂≈8 мм

Откладывают ширину фланца К₂ от внутренней стенки корпуса редуктора.

9) замерит размеры корпуса редуктора B,H,L.

Рис. 44 Эскизная компоновка цилиндрического редуктора

первого этапа

Покажем разрез по месту крепления редуктора к его крышке и раме

Рис 45 Разрез по месту крепления редуктора к крышке и раме

Рис. 45 Эскизная компоновка цилиндрического редуктора

первого этапа.

Рис. 46 Редуктор цилиндрический одноступенчатый

Рис. 47 Редуктор цилиндрический одноступенчатый.