Тихоходный вал III

Диметр шейки тихоходного вала под зубчатым колесом равня­ется d_Т. Длина шейки l выполняется на 1 ÷ 3 мм короче ступицы насаженного на вал зубчатого колеса. Для фиксирования зубчатого колеса в осевом направлении на валу изготавливается бурт диаметром D_б и шириной

h_б = 6 ÷ 8 мм, в который упи­рается торец ступицы. С другой стороны зубчатое колесо поддерживается распорной втулкой с наружным диаметром, равным D_б, упирающейся либо в мазеудерживающее кольцо, либо во внутреннее кольцо подшипника, в зависимости от того, по какой схеме произведен монтаж подшипников /конструкция А или Б/.

Следует помнить, что схема монтажа подшипников для всех валов выбирается одинаковой. Конструкция А употребляется при окружной скорости зубчатых колес быстроходной пары V ≥ 3 м/с, конструкция Б при окружном скорости этих колес V < 3 м/с.

За буртиком, если V > 3 м/с и мазеудерживающее кольцо не ставится, выполняется шейка диаметром D_ш, длина ее получается конструктивно.

Длина шеек вала диаметром d, опирающихся на подшип­ник, ограничивается торцами подшипников.

Промежуточный вал п

Диаметр шеек вала под шестерней и колесом равен d_п. Длина этих шеек l выполняется на (1 ÷ 3) мм короче насажен­ной на вал шестерни и ступицы колеса. Для того чтобы шестер­ня и колесо были зафиксированы в осевом направлении в строго определенной положение на валу изготавливается ступень ди­аметром D_б , в которую они упираются. Длина ступени опре­деляется конструктивно.

Линейный размер шеек вала диаметром d, опирающих­ся на подшипники, ограничивается торцами подшипников. На кон­цах этих шеек снимаются фаски размером 2 х 45°.

Быстроходный вал I

Быстроходный вал конструктивно оформляется так же, как и тихоходный. Однако диаметральные размеры его /для уменьшения номенклатуры подшипников/ выполняются равновеликими с разме­рами промежуточного вала.

Подшипники

Размеры подшипников (внешний диаметр D, ширина В, радиус фаски r, диаметр шарика d_ш, толщина колец ℮) выбираются, из каталога в зависимости от диаметра шейки вала d, на которую он насаживается, типа и серии подшипника.

Если диаметр шарика d_ш и толщина колец ℮ в справоч­нике не указаны, то их можно определить по формулам:

,

℮ = 0,15(D – d).

3. Конструирование корпуса редуктора

/рис. 3.1/

Корпус редуктора служит для размещения и координации де­талей передачи, защиты этих деталей от загрязнения и обеспе­чения условий хорошей смазки. Основным критерием работоспо­собности корпуса является его жесткость. Нарушение правиль­ности расположения осей валов из-за деформации корпуса под нагрузкой не должно превышать определенных допустимых разме­ров. Наиболее распространенным материалом для литых корпусов в общем машиностроении является серый чугун марок СЧ 12-28, СЧ 15-32. Размеры элементов корпуса - толщина стенок, толщи­на и ширина фланцев, размеры бобышек и др., обеспечивающие нормальную работу механизма передачи, обычно не рассчитываются, а определяются по эмпирическим формулам или выбираются из таблиц, основанных на многолетнем опыте эксплуатации ре­дукторов.

По таблице 3.1 в зависимости от межосевого расстояния определяют толщину стенки корпуса δ. Ширина фланцев и размеры бобышек определяются в зависимости от диаметра болтов, соединяющих картер с крышкой, картер с фундаментной плитой. При определении положения отверстий под крепежные бол­ты следует помнить, что не вся ширина фланца используется для размещения болтов, а только ее часть, за вычетом толщины стенки корпуса δ.

Прежде чем приступить к конструирований фланцев корпуса и бобышек, необходимо по таблице 3.1 определить в зависимос­ти от межосевого расстояния размеры крепежных болтов, т.е. диаметр фундаментного болта d_ф, диаметр болта у подшипника d₁ и диаметр болта на верхнем фланце корпуса d₂.

Далее по таблице 3.2 в зависимости от диаметра определяют размеры основных элементов картера: ширину фланца, соединяющего корпус с фундаментной плитой К_ф; ширину фланца соединяющего корпус с крышкой редуктора К₂; высоту бобышек К₁; диаметры отверстий под выбранные болты d_оф, d_о1, d_о2; расстояние центров отверстий от стенки корпуса

С_ф, С₁, С₂; диаметр отверстий планировки D_оф, D_о1, D_о2.

Таблица 3.1

Зависимость диаметров болтов и толщины стенки картера редуктора от межосевого расстояния

Межосевое расстояние тихо-ходной ступени, мм	св. 70 до 125	св. 125 до 180	св. 180 до 240	св. 240 до 300
Диаметр фундаментального болта, мм	16	18	20	22
Диаметр болта у подшипника, мм	12	14	16
Диаметр болта на фланце, мм	10	12		14
Толщина стенки корпуса, мм	8		10

Таблица 3.2

Зависимость основных размеров картера редуктора от диаметров болтов

Диаметр болта, мм	8	10	12	14	16	18	20	22
Ширина фланца или бобышки, мм	24	28	33	36	39	43	48	51
Расстояние центра отверстия от стенки, мм	13	15	18	20	21	23	25	26
Диаметр отверстия под болт, мм	9	11	13	15	17	20	22	24
Диаметр отверстия планировки, мм	17	20	26	29	32	35	38	42

Например для межосевого расстояния = 200 мм по таблице 3.1 определяют диаметр болтов:

диаметр фундаментального болта d_ф = 20 мм;

диаметр болта у подшипника d₁ = 16 мм;

диаметр болта на фланце d₂ = 12 мм;

толщина стенки корпуса δ = 10 мм;

Для выбранных болтов по таблице 3.2 находят основные размеры корпуса:

ширина фланца под фундаментальный болт - К_ф = 48 мм;

высота бобышки - К₁ = 39 мм;

ширина фланца, соединяющего картер с крышкой - К₂ = 33 мм;

диаметр отверстия под фундаментальный болт - d_оф = 22 мм;

диаметр отверстия болта у подшипника - d_о1 = 17 мм;

диаметр отверстия болта на фланце - d_о2 = 13 мм;

расстояние центра отверстия фундаментального болта от внешней стенки корпуса - C_ф = 25 мм;

расстояние центра отверстия болта у подшипника от внешней стенки

корпуса - C₁ = 21 мм;

расстояние центра отверстия болта на фланце от внешней стенки

корпуса - C₂ = 18 мм;

диаметр планировки под фундаментальный болт - D_оф = 38 мм;

диаметр планировки под болт у подшипника - D_о1 = 32 мм;

диаметр планировки под болт на фланце - D_о2 = 25 мм;

Определив основные размеры корпуса, необходимые для данного этапа, переходят к его вычерчиванию.

Конструирование корпуса начинают с построения его верхнего фланца. Для этого с левой и с правой стороны редуктора от линии, ограничивающей внутреннюю полость, откладывают размер и проводят линии, параллельные осям колес. Этим самым ограничили ширину верхнего фланца корпуса. Из центров “О” радиусом, равным , чертят четыре дуги, скругляющие внешний обвод фланца и соединяют их прямыми, перпендикулярными осям колес.

Далее переходят к конструированию бобышек. Для монтажа подшипников качения и их крышек на корпусе выполняются массивные цилиндрические приливы, называемые бобышками. Высота бобышек зависит от диаметра болта у подшипника. А так как диаметры этих болтов для данного редуктора равновелики, то и все четыре бобышки имеют одинаковую высоту,

равную мм.

Диаметр внешнего торца бобышки зависит от диаметра наружного кольца подшипника D, помещенного в ней. Он приблизительно равен диаметру крышки подшипника D_к, который определяется:

D_к = D + (4 ÷ 4,4)d₃, где

D – внешний диаметр наружного кольца подшипника;

d₃ – диаметр винта, соединяющего крышку подшипника с корпусом;

d₃ – выбирается по таблице 3.3 в зависимости от D.

Таблица 3.3

Определение диаметра и числа винтов, крепящих крышку подшипника

Диаметр наружного кольца подшипника D мм	40 ÷ 52	65 ÷ 75	80 ÷ 95	100 ÷ 145
Диаметр винтов d3 мм	6	8	8	10
Число винтов	4			6

В данном редукторе промежуточный и быстроходный валы смонтированы на подшипниках одного типа и размера, а тихоходный вал – на других по размеру подшипниках. Поэтому диаметры торцов бобышек быстроходного и промежуточного валов равны между собой.

Построение бобышек начинается с вычерчивания отверстий под болты у подшипников диаметром d_о1. Центры этих отверстий находятся на расстоянии (1,0 ÷ 1,2)d₁ от края отверстия под подшипник и на расстоянии C₁ + δ от внутренней стенки корпуса редуктора. Из центра отверстия диаметром d_о1, радиусом R = K₁ – C₁ /смотри правую верхнюю сторону/ проводится дуга до пересечения с горизонтальной осью отверстия, а далее прямая с уклоном 1 ÷ 10. Бобышка с корпусом сопрягается радиусом, равным 2 ÷ 3 мм.

Для соединения крышки редуктора с корпусом на верхнем фланце сверлятся отверстия диаметром d_о2 для размещения в них крепежных болтов. Центры отверстий находятся на расстоянии C₂ + δ от внутренней стенки корпуса. Отверстия располагаются равномерно по периметру фланца на расстоянии равном (12 ÷ 15)d₂ одно от другого.

Отверстия под подшипники и торцы бобышек изготавливаются весьма точно /примерно по 7-му квалитету/. Однако из-за больших зазоров между крепежными болтами и отверстиями для них при сборке редуктора возможно некоторое смещение крышки редуктора относительно корпуса, что может вызвать деформацию наружных колец подшипников, имеющих малую жесткость, и перекос торцов бобышек. Последнее повлечет перекос крышек подшипников и наружных колец самих подшипников, что недопустимо. Следовательно, при обработке отверстий подшипников и торцов бобышек, а также при сборке редуктора крышка относительно корпуса должна фиксироваться в строго определенном положении. Эта фиксация осуществляется постановкой двух центрирующих штифтов /конических или цилиндрических/, располагая их на возможно большем расстоянии друг от друга. Диаметр штифтов примерно равен:

d_шт ≈ (0,7 ÷ 0,8)d₂

В соосных редукторах для монтажа подшипника быстроходного и тихоходного валов выполняется промежуточная опора. Ширина ее L₁ и расположение внутри корпуса определены ранее /см. этап №2, рис. 2.1/. Эта опора представляет собой массивную бобышку, выполненную из двух половин – нижней части и крышки. Нижняя часть изготавливается за одно целое с корпусом. Для обеспечения необходимой жесткости опора с корпусом соединяется Т-образным ребром /см. рис. 3.1/, а под опорой выполнены еще два ребра жесткости, расположенных по осям валов. Ширина этих ребер примерно равна 0,5(L₁ - δ₁), а толщина δ₁ = (0,8 ÷ 0,9)δ, но не менее 6 мм.

В опоре растачивается цилиндрическое отверстие диаметром D, равным внешнему диаметру наружного кольца подшипника тихоходного вала. Подшипник быстроходного вала в большинстве случаев имеет меньший диаметр, чем тихоходного. Для его монтажа используется стакан, имеющий внешний диаметр, равный наружному диаметру кольца подшипника тихоходного вала, а внутренний – равный диаметру кольца подшипника быстроходного вала.

Для осевого фиксирования стакана на нем выполняется буртик диаметром D_б, а в отверстии опоры прорезается канавка диаметром D_к. Ширина бурта и канавки равновелики и составляют b = 5мм.

Верхняя часть опоры – крышка крепится к нижней с помощью шпилек диаметром d₂, центры которых расположены на расстоянии (1,0 ÷ 1,2)d₂ от края отверстия под подшипник. Для фиксирования крышки в направлении перпендикулярном оси валов на промежуточной опоре фрезеруется уступ шириной L_у и глубиной 4 ÷ 6 мм.

Размеры промежуточной опоры выбираются конструктивно и равны:

диаметр бурта стакана D_б = D + (4 ÷ 5) мм;

диаметр канавки под бурт D_к = D_б + (1 ÷ 2) мм;

ширина бурта и канавки b = 5 мм;

ширина уступа L_у = D + (8 ÷ 12) мм;

диаметр торцевой части промежуточной

опоры D_тп = (1,3 ÷ 1,4)D мм;

диаметр наименьшего отверстия в стакане D_т = D – 2h, где

h – выбирается из таблицы 2.1.

Для крепления корпуса к фундаментальной плите или раме на его опорной поверхности выполняют фланец с отверстиями, в которых размещаются крепежные болты. Фланец чаще всего выполняется в виде двух параллельно расположенных полос шириной K_ф + δ и длиной, равной длине внутренней полости картера плюс 2δ.

Размеры K_ф, C_ф, d_оф, D_оф выбираются по таблице 3.2 в зависимости от диаметра фундаментального болта. Количество фундаментальных болтов можно определить в зависимости от межосевого расстояния тихоходной ступени . Для межосевого расстояния ≤ 180 мм число болтов равняется четырем. Для > 180 мм крепление осуществляется шестью болтами. Центры четырех отверстий под фундаментальные болты располагаются на расстоянии 40 ÷ 50 мм от левого и правого торца корпуса на расстоянии C_ф + δ от внутренней его стенки. При наличии

6 болтов – пятый и шестой болт располагаются посередине корпуса.