Расчет корпуса редуктора

Агрегаты, состоящие из передач зацеплением (цилиндрических, конических, червячных и др.) с постоянным передаточным числом, предназначенные для понижения угловой скорости и повышения крутящего момента, называется редуктором.

В серийном производстве корпуса редукторов изготовляют литыми из серого чугуна марки не ниже СЧ 15. Редукторы ответственных машин, например металлургических, иногда выполняют из стального литья марки 25Л. Размеры корпусов определяются числом и размерами размещенных в них деталей, относительным их располо­жением и величиной зазоров между ними.

Корпуса современ­ных редукторов очер­чены плоскими поверх­ностями, выступающие элементы (например, бобышки подшипнико­вых гнезд, ребра жест­кости) устранены с на­ружных поверхностей и введены внутрь кор­пуса, лапы под болты крепления редуктора к плите (раме) не вы­ступают за габариты корпуса, проушины для подъема и транс­портировки редуктора отлиты за одно целое с корпусом (рис. 9).

На рис.9,10 показан корпус одноступенчатого цилин­дрического редуктора. Для удобства сборки корпус выполняют разъемным. Плоскость разъема проходит через оси валов. Нижнюю часть называют корпусом, верхнюю - крышкой корпуса. Плоскость разъема для удобства обработки рас­полагают параллельно плоскости основания. Верхнюю повер­хность крышки, служащую технологической базой для об­работки плоскости разъема, также выполняют горизонтальной.

Размеры отдельных элементов корпусных деталей принимают:

,

,

,

,

,

где - диаметр фланца крышки подшипника.

Для соединения корпуса и крышки редуктора по всему контуру плоскости разъема выполняют фланцы (рис.11, а—г.). На коротких боковых сторонах фланцы располагают внутрь от стенки. Чтобы скрыть несовпадение контуров крышки и корпуса из-за погрешностей изготовления, можно крышку корпуса выполнить с некоторым напуском (рис.11, а).

Величина напуска:

,

где - толщина стенки нижней части корпуса.

На продольных длинных сторонах фланцы корпуса расположены внутрь от стенки, а фланцы крышки - наружу (рис.11г). Фланцы объединены с приливами (бобыш­ками) для подшипников. Их размеры определяются диа­метром D отверстия под подшипник и конструкцией крышки подшипника.

Рис.11,б иллюстрирует конструкцию для привертных крышек подшипников, а рис.11г - для закладных крышек.

На рис.11:

- диаметр под выступ закладной крышки и отверстием;

- диаметр отверстия под винт, стягивающий крышку и корпус редуктора;

- высота прилива в крышке под стягивающий болт (определяется графически, исходя из условия размещения головки болта на плоской опорной поверхности вне кольцевого прилива под подшипник большего диаметра).

Крышку с корпусом соединяют винтами только одного типа и диаметра и не более чем двух типоразмеров по длине. Расстояние между стяжными винтами . Вариант рис.12 б, является предпочтительным.

Крышку фиксируют относительно корпуса штифтами (рис.13). Штифты предотвращают взаимное смещение корпусных деталей при растачивании отверстий под подшипники, обеспечивают точное расположение их при повторных сборках. Обычно устанавливают два конических штифта, располагая их как можно дальше друг от друга на удобных местах корпуса (рис.13 а). При невозможности сверления насквозь используют штифты с резьбовой цапфой (рис.13 б) (извлечение штифта осуществляется гайкой).

Конструкция места крепления корпуса к плите или раме показана на рис.15, 16. При креплении винтами:

,

шпильками:

.

Для подъема и транспортировки крышки корпуса и собранного редуктора применяют проушины, отливая их заодно с крышкой (рис.17). На рис.17,а проушина выполнена в виде ребра с отверстием, на рис. 17б – в виде сквозного отверстия в корпусе.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕДУКТОРА

Важнейшими показателями деталей и узлов машин являются надежность и экономичность. При оценке экономичности учитывают затраты на материалы, изготовление и эксплуатацию.

Разработанная конструкция редуктора отвечает современным потребностям народного хозяйства, дает наибольший экономический эффект и обладает высокими технико-экономическими и эксплуатационными показателями.

При проектировании редуктора строго выдержаны и учтены основные требования, предъявляемые к любой сконструированной машине.

В конструкции редуктора все детали и сборочные единицы обладают одинаковой степенью соответствия требованиям надежности, точности, прочности, долговечности, жесткости, износостойкости.

Обеспечение высокой надежности изделий является одним из важнейших условий интенсивности дальнейшего прогресса. С повышением надежности снижаются затраты на запасные детали и простои, повышается производительность труда, увеличивается наработка, снижаются затраты в сфере ремонта. С повышением надежности и долговечности может быть снижен выпуск машин или увеличена полезная отдача оборудования.

Основными показателями надежности является вероятность безотказной работы, т. е. вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает.

К важнейшим показателям долговечности относится следующая характеристика: ресурс (или технический ресурс) – наработка объекта от начала эксплуатации или ее возобновление после среднего или капитального ремонта до наступления предельного состояния.

Изделие имеет рациональную компоновку сборочных единиц, обеспечивающую малые габариты, удобство сборки, замены деталей или сборочных единиц при ремонте.

При создании новых машин предусмотрена конструктивная преемственность (использование предшествующего опыта машиностроения данного профиля) и модульный принцип (компоновка машины из отдельных законченных узлов-блоков, соединяемых между собой быстроразъемными соединениями). Спроектированный редуктор отвечает требованиям унификации и стандартизации.

Экономические аспекты при проектировании учтены при выборе материала, т. к. затраты на материалы составляют значительную часть стоимости машины (эта часть достигает 85 % в редукторах общего назначения, 75 % в дорожных машинах, 70 % в автомобилях и т. д.), термообработки, упрочняющей технологии, формы и способа изготовления. Также учтен существенный показатель экономичности при эксплуатации – коэффициент полезного действия механических передач.

Таким образом в процессе конструирования привода рычажного исполнительного механизма были выполнены все основные требования, предъявляемые к любой проектируемой машине.

КОМПОНОВКА РЕДУКТОРА

Проведенные расчеты позволят приступить к эскизной компоновке редуктора, которая проводится в два этапа.

Первый этап проводится после расчета зубчатых передач и оп­ределения основных геометрических размеров колес. Цель первого этапа эскизной компоновки - выявить приближенно расстояние между опорами и некоторые другие размеры для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников.

Второй этап эскизной компоновки имеет целью разработку кон­струкции отдельных узлов и деталей редактора, уточнения расстояния между опорами и определение положения зубчатых колес относи­тельно опор. Если размеры отличаются от полученных в первом эта­пе компоновки более чем на 5-10 %, то необходимо внести измене­ния в ранее произведенные расчеты.

Первый этап эскизной компоновки проводится карандашом от руки на миллиметровой координатной бумаге, желательно в масшта­бе 1:1.

При разработке конструкций узлов и деталей необходимо ис­пользовать конструкции, рекомендуемые в справочной к методичес­кой литературе, а также те, которые может предложить сам проек­тант.

Первый этап эскизной компоновки должен быть согласован с руководителем курсовой работы, после чего проектант может при­ступить я выполнение второго этапа эскизной компоновки.

Второй этап эскизной компоновки можно проводить на ватмане, и в дальнейшем используя его как сборочный чертеж редуктора.

При конструировании редуктора проектантом должен быть решен технологический вопрос его сборки. Все детали, входящие в редуктор, должны собираться беспрепятственно жестко фиксироваться с минимальными потерями на трение, обеспечивая нормальное функционирование редуктора. К крепежным деталям должен быть обеспечен доступ для работы ключом или отверткой.

Для нормального функционирования редуктора, при составлении эскизных чертежей необходимо решить вопрос о сопряжении деталей. На чертеже необходимо поставить обозначение посадок, а также класс точности допусков, обеспечивающих выбранные посадки.

Конструирование производится в строгой последовательности. Нельзя разрабатывать чертежи деталей без разработки конструкций узла, а узла без его эскизной компоновки и т.д.

Заключительным этапом проектирования является составление расчетно-пояснительной записки, куда включаются все расчеты, выполненные в процессе проектирования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Расчеты деталей машин. И.М. Чернин, А.В. Кузьмин, Г.М. Ицкович – Мн.: Высшая школа, 1978. - 472 с.

2. Иванов М.Н. Детали машин. - М.: Высшая школа, 1984.

3. Левятов Д.С. Расчет и конструирование деталей машин М.: Высшая школа, 1979.

4. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. - М.: Высшая школа, 1990. – 399 с.

5. Иоселевич Г.Б. Детали машин. - М.: Высшая школа, 1988.

6. Решетов Д.Н. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1989. - 656 с.

7. Курсовое проектирование деталей машин / В.Н. Кудрявцев, Ю.А. Державец, И.И. Арефьев и др.; Под общ. ред В.Н. Кудрявцева: Учеб. пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов. – Л.: Машиностроение, 1984. - 400 с.

8. Курсовое проектирование деталей машин: Справ. пособие. Часть 1 и 2 / А.В. Кузьмин, Н.Н. Макейчик, В.Ф. Калачев и др. – Мн.: Высшая школа, 1982.

9. Сборник задач по деталям машин: Учеб. пособие для учащихся техникумов / М.Я. Романов, В.А. Константинов, Н.А. Покровский. – М.: Машиностроение, 1984. - 240 с.

10. Решетов Д.Н. Атлас конструкций. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1979. - 367 с.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению курсовой работы по дисциплине

“Основы проектирования и конструирования машин”,

для студентов специальности 060800

заочной формы обучения,