61

ФЕДЕОАЛЬНОЕ АГЕНСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Курский государственный технический университет

Кафедра «Технология и оборудование пищевых производств»

Детали машин

Методические указания к выполнению

лабораторных работ

Курск 2008

Составители: А.А. Норовский, И.Н. Путинцева,

УДК 621.81

Рецензент

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Машиностроительные технологии и оборудование» Яцун Е.И.

Детали машин [Текст]: методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальностей 260601, 150202, 190601, 260203, 200503 / Курск. гос. техн. ун-т.; Сост.: А.А. Норовский, И.Н. Путинцева; Курск, 2008. 61 с.: ил. 12, прил. 1. Библиогр.: с. 58.

Излагаются краткие теоретические предпосылки, описание оборудования, порядок выполнения лабораторных работ, а также обработки результатов и замеров деталей машин.

Текст печатается в авторской редакции

Подписано в печать . Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная

Усл.печ.л. 1,05 Уч.-изд.л. 0,95.Тираж 100 экз. Заказ 100. Бесплатно.

Курский государственный технический университет.

Издательско-полиграфический центр Курского государственного технического университета. 305040 Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

Лабораторная работа № 1 «Изучение конструкции и определение параметров цилиндрического редуктора»

1.1. Цель работы

Изучить конструкцию цилиндрического редуктора, определить основные параметры зубчатых колёс, передаточное число редуктора, к.п.д. редуктора. Сравнить результаты экспериментальных исследований и вычислений по расчётным зависимостям.

1.2. Теоретические предпосылки

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата, служащий для понижения угловой скорости и соответственно повышения крутящего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим.

Редуктор состоит из корпуса, в котором помещают элементы передачи: зубчатые колёса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазки зацеплений и подшипников (например, шестеренчатый масляный насос) или устройства для охлаждения (например, змеевик с охлаждающей водой).

Количество типов редукторов чрезвычайно велико.

Разработана их классификация.

Редукторы классифицируют по следующим признакам: тип передачи (зубчатые, червячные, зубчато-червячные); число ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.); тип зубчатых колёс (цилиндрические, конические и т.д.); относительное расположение валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные и т.д.); особенности кинематической схемы (развёрнутая, соосная, с раздвоенной ступенью и т.д.).

Габариты редуктора определяются размерами входящих в него зубчатых передач.

Цилиндрические редукторы применяют для передачи вращательного движения между параллельными валами. Эти редукторы имеют наибольшее распространение благодаря высокому коэффициенту полезного действия (к.п.д.=0,94–0,98 в одной ступени), значительной долговечности (до 36 тыс. часов), относительной простоте, большому диапазону скоростей и нагрузок.

Цилиндрические редукторы имеют следующие диапазоны передаточных чисел: одноступенчатые 1-8 (U_max=15), двухступенчатые 10-50, трёхступенчатые 50-250.

Наибольшее распространение имеют двухступенчатые редукторы (их потребность оценивается в 65% от общего числа цилиндрических редукторов).

Типовые схемы цилиндрических редукторов представлены на рис.1.1.

Рис.1.1. Кинематические схемы цилиндрических редукторов

1.2.1. Применение редукторов определяется следующими основными характеристиками:

1. Мощностью на ведущем Р_вщ и ведомом Р_вм валах или вращающими моментами Т_вщ и Т_вм на тех же валах.

2. Угловой скоростью ведущего _вщ и ведомого _вм валов.

Дополнительными характеристиками являются:

1. Механический к.п.д.

(1)

или

, (2)

где U – передаточное число.

Для многоступенчатого редуктора, состоящего из нескольких последовательно соединённых передач, общий к.п.д. определяется следующим образом:

_общ=₁₂…_n, (3)

где ₁, ₂,…_n – к.п.д. каждой кинематической пары (зубчатой передачи, подшипников);

2. Передаточное число:

, (4)

где d₁, d₂ – делительные диаметры шестерни, колеса

или

, (5)

где Z₁, Z₂ – числа зубьев шестерни, колеса.

Для многоступенчатой передачи общее передаточное число:

U_общ= U₁U₂…U_n, (6)

где U₁, U₂, …,U_n – передаточные числа каждой ступени.

1.2.2. Меньшее из пары зубчатых колёс называют шестерней, а большее – колесом. При одинаковом числе зубьев зубчатых колёс передачи шестерней называют ведущее зубчатое колесо, а колесом – ведомое.

Параметрам шестерни присваивается индекс 1, а параметрам колеса 2.

Для величин, относящихся к нормальному сечению, присваивается индекс «n», к окружному (торцовому) сечению – индекс «t». В тех случаях, когда не может быть разночтения и неясности, индексы «n» и «t» можно исключить.

У косозубых колёс зуб наклонен к образующей начального цилиндра под углом . Линии зубьев имеют правое или левое направление.

Зацепление пары зубчатых колёс характеризуется следующими основными параметрами:

Z – число зубьев шестерни и колеса;

U – передаточное число;

Р – шаг по делительной окружности, равный шагу инструментальной рейки, мм;

 - угол профиля зуба, град.;

m – модуль зацепления, мм;

 - угол наклона зубьев, град;

a – межосевое расстояние делительное, мм;

d – делительный диаметр, мм;

d_а – диаметр вершин, мм;

d_f – диаметр впадин, мм;

d_w – диаметр начальный, мм.

Модуль является основной характеристикой размеров зубьев.

Линейная величина, в  раз меньшая окружного шага зубьев, называется окружным модулем m_t, а линейная величина, в  раз меньшая нормального шага зубьев, называется нормальным модулем зубьев m_n. Таким образом,

; (7)

Для косых и шевронных зубьев

m_n = m_t  cosβ. (8)

Для прямых зубьев

m_n = m_t = m. (9)

Значения нормальных модулей эвольвентных зубчатых колёс стандартизованы (ГОСТ 9563-80).

1-й ряд: 1,0; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20…;

2-й ряд: 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7; 9; 11; 14; 18; 22… .

Основные размеры цилиндрической передачи, выполненной без смещения режущего инструмента, определяются по формулам (10), (11), (12), (13), (14), (15) соответственно:

; (10)

d_a=d+2m_n; (11)

d_f=d-2,5m_n; (12)

a=0,5(d₂d₁); (13)

(14)

(15)