ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ КОМПОНОВКА РЕДУКТОРА
Под компоновкой понимают размещение деталей редуктора друг относительно друга. Целью первого этапа является приближенное определение положения зубчатых колес относительно опор для последующего определения опорных реакций, расчета валов и подбора подшипников.
Компоновочный эскиз обычно выполняется в одной проекции — вид в плане при снятой крышке редуктора. Желательный масштаб чертежа 1:1. Для выполнения компоновки редуктора производится предварительный расчет валов с учетом только крутящего момента.
8.1 Предварительный расчет валов
Предварительный расчет валов выполняется для ориентировочного определения их диаметров и размещения валов в корпусе редуктора вместе с подшипниками и зубчатыми колесами.
8.1.1 Валы редукторов обычно изготовляются из различных марок углеродистых и легированных сталей. Для валов без термообработки обычно используют углеродистые стали Ст4, Ст5, 35, 40. Валы, испытывающие повышенные напряжения, а также валы, к которым предъявляют повышенные требования по несущей способности и долговечности, выполняют из среднеуглеродистых или легированных сталей 45, 40Х, 40ХН. Валы из этих сталей обычно подвергают улучшению. Валы из легированных сталей могут подвергаться закалке с высоким отпуском или поверхностной закалке ТВЧ с низким отпуском (шлицевые валы).
8.1.2 Ориентировочные диаметры валов устанавливаются по результатам расчета на кручение исходя из пониженных допускаемых напряжений. Для выходных участков валов редукторов [τ] = 0,04 σ в; где σ в — предел прочности материала вала. Можно принять [τ] = 25 МПа. Тогда диаметр вала определится из условия прочности
откуда
Здесь Ti – вращающий момент на данном валу редуктора, Н•м.,
d – диаметр вала, мм.
Вал обычно выполняют ступенчатым. Шейки валов под подшипники должны быть на 3...5 мм больше, чем диаметры входных участков валов, причем значение диаметра должно оканчиваться на 0 или на 5 в соответствии с размерами внутренних колец подшипника.
Диаметры валов под зубчатыми колесами также принимаются на 3...5 мм больше, чем диаметры шеек под подшипники. Выбранные значения диаметров валов согласуются с ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры».
8.1.3 После назначения диаметров посадочных мест под подшипники выбирают типы подшипников и схему их установки. При этом принимается во внимание величина и направление нагрузки на опоры, жесткость подшипника и его стоимость. Прежде всего целесообразно рассмотреть возможность применения радиальных однорядных шариковых подшипников, как наиболее простых по конструкции и дешевых.
8.1.4 Расстояния между опорами и положение зубчатых колес относительно опор ориентировочно определяются в соответствии с табл. 7.3. Одновременно с этим выбирается способ смазки зубчатого зацепления и подшипников качения. Способ смазки зависит от окружной скорости зубчатого колеса быстроходной ступени.
Для редукторов общего назначения обычно применяют наиболее простой способ смазывания зубчатых колес — непрерывное смазывание жидким маслом путем погружения зубьев колес в масло, залитое в корпус. Подшипники стремятся смазывать тем же маслом, разбрызгиваемым зубчатыми колесами при работе редуктора, но практика показала, что надежная смазка разбрызгиванием возможна лишь при окружных скоростях зубчатых колес свыше 3м/с.
Таблица 8.1
| Размеры к эскизной компоновке | |||
| Обозначение | Наименование | Величина | |
| awσ, awτ | Межосевые расстояния соответственно быстроходной и тихоходной ступеней | Определяется расчетом | |
| b | Рабочая ширина зубчатого колеса | Определяется расчетом | |
| В | Ширина подшипника | Выбирается из таблиц ГОСТа | |
| а | Расстояние от торца вращающихся деталей до внутренней стенки редуктора | а = δ, δ ≥ 6мм – толщина стенки редуктора | |
| с | Заглубление подшипника в гнездо корпуса | Зависит от способа смазки подшипников. При жидкой смазке с = 2...5 мм (от внутренней стенки корпуса), а при пластичной смазке с = 8...10мм | |
| е | Расстояние между торцами подшипников в средней опоре соосного редуктора | e= 5...10 мм | |
| ∆ | Наименьший зазор между зубчатым колесом и внутренней поверхностью корпуса редуктора | ∆ > 1,26 | |
| w | Ширина стенки корпуса в месте посадки подшипника | Выбирается в зависимости от передаваемого момента по табл. 7.4 | |
| , |
При окружных скоростях ниже 3 м/с подшипники смазываются пластичными смазками, причем полость подшипника должна быть отделена от внутренней части корпуса редуктора специальными мазеудерживающими кольцами или лабиринтными уплотнениями.
Таблица 8.2
| Данные для oпределения расстояний между опорами валов | ||||
| Передаваемый крутящий | ||||
| момент Т, Нм | l | lк | w | |
| До 10 | 40...65 | 30...55 | 20...40 | |
| Свыше 10 до 20 | 45...70 | 35...60 | 25...45 | |
| Свыше 20 до 40 | 50...80 | 40...65 | 25...50 | |
| Свыше 40 до 60 | 55...85 | 45...75 | 25...55 | |
| Свыше 60 до 80 | 60...90 | 50...80 | 30...55 | |
| Свыше 80 до Л 00 | 65...100 | 55...90 | 30...60 | |
| Свыше 100 до 200 | 70...120 | 60...100 | 30...70 | |
| Свыше 200 до 400 | 80...145 | 70...130 | 40...80 | |
| Свыше 400 до 600 | 100...160 | 90...140 | 45...85 | |
| Свыше 600 до 800 | 115...175 | 105...155 | 50...90 | |
| Свыше 800 до 1000 | 130...185 | 120...165 | 55...95 |
8.1.5 Порядок вычерчивания эскизной компоновки редуктора:
1. Выбирается масштаб. Желательный масштаб 1:1.
2. Проводятся осевые линии, соответствующие осям валов.
3. Наносятся контуры зубчатых колес,
4. Подсчитываются размеры, определяющие положение корпуса, и наносится контур внутренней поверхности корпуса.
5. Вычерчиваются валы по диаметрам, полученным из ориентировочных расчетов.
6. Предварительно принимаются подшипники средней серии выбранного типа и контуры подшипников наносятся на чертеж.
7. По чертежу определяется расстояние между опорами и расстояния от середины опор до середины зубчатых колес.
|
Примеры выполнения компоновочного эскиза с обозначениями, принятыми в табл. 8.1 и 8.2, приведены на рис. 8.1
Рисунок 8.1 – Компоновочный эскиз редуктора
Приложение А
Редуктор цилиндрический – главный вид (для схемы №1)
| Приложение 3 |
Продолжение приложения А
| Редуктор цилиндрический (для схемы №1 – вид сверху) |
Приложение Б
| Редуктор цилиндрический соосный – главный вид (для схемы №2) |
Продолжение приложения Б
Редуктор цилиндрический соосный
(для схемы №2 – вид сверху)
Приложение В
| Редуктор цилиндрический со сдвоенной тихоходной ступенью – главный вид (для схемы №3) |
Продолжение приложения В
Редуктор цилиндрический со сдвоенной тихоходной ступенью
(для схемы №3 – вид сверху)
Приложение Г
Нормальные линейные размеры, мм (из ГОСТ 6636-69)
| 10,5 | |||||
| НО | |||||
| 11,5 | |||||
Приложение Д
Размеры призматических шпонок
| Диаметр вала d, мм | Сечение шпонки | Фаска шпонки | Глубина паза | Длина шпонки | ||
| b. мм | h, мм | s, ММ | t1, ММ | t2, мм | l, мм | |
| Св. 12 до 17 | 0,25...0,4 | 2,3 | 10...56 | |||
| Св. 17 до 22 | 3,5 | 2,8 | 14...70 | |||
| Св. 22 до 30 | з,з | 18...90 | ||||
| Св. 30 до 38 | 0,4...0,6 | з,з | 22...110 | |||
| Св. 38 до 44 | 3,3 | 28...140 | ||||
| Св. 44 до 50 | 5,5 | 3,8 | 36...160 | |||
| Св. 50 до 58 | 4,3 | 45...180 | ||||
| Св. 58 до 65 | 4,4 | 50...200 | ||||
| Св. 65 до 75 | 0,6...0,8 | 7,5 | 4,9 | 56...220 | ||
| Св. 75 до 85 | 5,4 | 63...250 | ||||
| Св. 85 до 95 | 5,4 | 70...280 |
Примечания: 1. Длину (мм) призматический шпонки выбирают из ряда: 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, ПО, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280.
2. Пример обозначения шпонки с размерами b = 18 мм, Л = 11 мм, / = 80 мм: Шпонка 18x11x80 ГОСТ 23360-78.
| Приложение Е | ||
| Шероховатость по виду поверхности | ||
| Шероховатость | Вид поверхности | |
| 1,25 | Посадочные поверхности валов и корпусов из стали | |
| под подшипники качения | ||
| 2,5 | Посадочные поверхности корпусов из чугуна | |
| под подшипники качения | ||
| 2,5 | Торцы заплечиков валов и корпусов для базирования | |
| подшипников качения | ||
| 0,8 | Поверхности валов для соединения с натягом | |
| 1,6 | Торцы заплечиков валов для базирования зубчатых | |
| колес | ||
| 0,63 | Поверхности валов под резиновые манжеты | |
| 6,3 | Канавки, фаски, радиусы галтелей на валах | |
| 3,2 (6,3) | Поверхности шпоночных пазов на валах: рабочие | |
| (нерабочие) | ||
| 1,6 (3,2) | Поверхности шпоночных пазов в отверстиях колес, | |
| шкивов: рабочие (нерабочие) | ||
| Поверхности шлицев на валах: | ||
| 1,6(0,8) | • боковая поверхность зуба соединения: | |
| неподвижного (подвижного); | ||
| 0,8 (0,4) | • цилиндрические поверхности центрирующие для | |
| соединения: | ||
| неподвижного (подвижного); | ||
| 3,2 | • цилиндрические поверхности нецентрирующие | |
| Поверхности шлицев в отверстиях колес, шкивов, | ||
| звездочек: | ||
| 1,6(0,8) | • боковая поверхность зуба соединения: | |
| неподвижного (подвижного) | ||
| 1,6 (0,8) | • цилиндрические поверхности центрирующие для | |
| соединения: | ||
| неподвижного (подвижного) | ||
| 3,2 | • цилиндрические поверхности нецентрирующие | |
| 1,6 | Поверхности отверстий ступиц для соединений | |
| с натягом | ||
| 3,2 | Торцы ступиц зубчатых, червячных колес, | |
| базирующихся по торцу заплечиков валов | ||
| 3,2 | Торцы ступиц зубчатых, червячных колес, по которым | |
| базируют подшипники качения | ||
Продолжение приложения Е
| 6,3 | Свободные (нерабочие) поверхности зубчатых, червячных колес |
| 1,25 2,5 | Рабочие поверхности зубьев зубчатых колес • с модулем < 5 мм; • с модулем > 5 мм |
| 0,63 1,25 | Рабочие поверхности витков червяков: • цилиндрических; • глобоидных |
| 2,5 | Рабочая поверхность шкивов ременных передач |
| 3,2 | Рабочая поверхность зубьев звездочек цепных передач |
| 6,3 | Поверхности выступов зубьев колес, звездочек, витков червяков |
| 6,3 | Фаски и выточки на колесах |
| 12,5 | Поверхности отверстий под болты, винты, шпильки |
| 6,3 | Опорные поверхности под головки болтов, винтов, гаек |
| Предпочтительный ряд значений шероховатости: 0,025; 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5; 25; 50; 100; 200; 400 |
Приложение Ж
Рабочие чертежи деталей
Приложение З
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СМОЛЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»
Инженерно-технологический факультет
Кафедра механизации
Курсовой проект
по дисциплине: « Детали машин и основы конструирования »
по теме: «Расчет и проектирование привода общего назначения
с развернутой схемой (соосного) редуктора и следующими выходными параметрами: Рвых = кВт; nвых = об/мин; uр = »
Выполнил студент_______________________
Курс_____________Группа_______________
Проверил____________________________
Смоленск 20___г.
| Приложение И Размеры радиальных шариковых подшипников | |||
| Условное обозначение подшипника | Размеры, мм | ||
| d | D | В | |
| 9 | |||
| Размеры радиально-упорных шариковых подшипников | |||
| Условное обозначение подшипника | Размеры, мм | ||
| d | D | В | |
Приложение К
Формы основных надписей чертежей и текстовых документов
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Основная:
1. Иванов, М.Н. Детали машин : Учебник для машиностроительных специальностей вузов / М.Н. Иванов, В.А. Финогенов, – 11-е изд., перераб. – М. : Высшая школа, 2007. – 408с.
2. Рощин, Г.И. Детали машин и основы конструирования: Учебник для вузов / Г.И. Рощин, Е.А. Самойлов, Н.А. Алексеева и др./ под ред. Г.И. Рощина и Е.А. Самойлова. – М.: Дрофа, 2008. – 415 с.
3. Колпаков, А.П. Проектирование и расчет механических передач : Учебное пособие для вузов / А.П. Колпаков, И.Е. Карнаухов – М. : Колос, 2000. – 328 с..
4. Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов – М. : Академия, 2003.
Дополнительная:
1. Анурье,В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х томах/ В.И. Анурьев – М. : Машиностроение, 1992.
2. Байков, Б.А. Детали машин: Атлас конструкций : Учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов. В двух частях. /Б.А. Байков, В.Н. Богачев, А.В. Буланже и др./ под общ. ред. Д.Н. Решетова. – М. : Машиностроение, 1992.
3.Дунаев, П.Ф. Детали машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие для вузов./ П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов – М.: Высшая школа, 1990.– 318 с.
4.Решетов, Д.Н. Детали машин. Учебное пособие для вузов / Д.Н. Решетов – М. : Машиностроение, 1989.– 656 с.
5. Мицкевич В.Г. и др. Детали машин и основы конструирования: Рабочая программа и задание на курсовой проект. – М: РГОТУПС, 2003.
УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ
Самсонов Владимир Александрович
ДЕТАЛИ МАШИН
И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ