Шевронные цилиндрические передачи
Шевронное колесо представляет собой сдвоенное косозубое колесо, выполненноекак одно целое. Вследствие разного направления зубьев на полушевронах осевые силы Fa/2взаимно уравновешиваются на колесе и на подшипники не передаются (рис. 5.5). Это обстоятельство позволяет принимать у шевронных колес угол наклона зубаβ= 25...40°,что повышает прочность зубьев и плавность передачи.
Шевронные зубчатые колеса изготовляют с дорожкой в середине колеса для выхода режущего инструмента (червячной фрезы на рис. 5.5) или без дорожки.
Шевронные колеса без дорожки нарезают на специальных малопроизводительных и дорогих станках, поэтому их применяют реже, чем колеса с дорожкой. Ширина дорожки а = (10...15)m.
Шевронный зуб требует строго определенного осевого положения шестерни относительно колеса, поэтому вал одного из колес пары монтируют в подшипниках, допускающих осевую «игру» вала.
Недостаткомшевронных колес является большая стоимость их изготовления. Применяютсяв мощных быстроходных закрытых передачах.
| Рис. 5.5. Схема сил на шевронном колесе |
ГЛАВА 6. РЕДУКТОРЫ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Редуктором называется механизм, понижающий угловую скорость и увеличивающий вращающий момент в приводах от электродвигателя к рабочей машине.
Рис. 7.2. Кинематические схемы редукторов: Б – быстроходный вал; Т – тихоходный вал.
Редуктор состоит из зубчатых или червячных передач, установленных в отдельном герметичном корпусе, что принципиально отличает его от зубчатой или червячной передачи, встраиваемой в исполнительный механизм или машину.
Редукторы широко применяют в различных отраслях машиностроения, поэтому число разновидностей их велико (рис. 7.1., а - м).
Чтобы уменьшить габариты привода и улучшить его внешний вид, в машиностроении широко применяют мотор - редукторы, представляющие агрегат, в котором объединены электродвигатель и редуктор.
Рис. 7.2. Мотор – редуктор: 1 – электродвигатель;
2 – редуктор.
КЛАССИФИКАЦИЯ РЕДУКТОРОВ
Редукторы классифицируются по типам, типоразмерам и исполнениям.
Тип редуктора определяется составом передач, порядком их размещения в направлении от быстроходного вала к тихоходному и положением осей валов в пространстве.
Для обозначения передач используются прописные буквы русского алфавита: Ц – цилиндрическая, К – коническая, Ч – червячная, Г – глобоидная, П – планетарная, В – волновая.
Если одинаковых передач две или более, то после буквы ставится соответствующая цифра. Широкий редуктор обозначается буквой Ш, узкий – У, соосный – С. В мотор – редукторах к обозначению впереди добавляется буква М.
Наиболее распространены редукторы с валами, расположенными в горизонтальной плоскости, и поэтому специального обозначения не имеют (у червячных редукторов валы скрещиваются, оставаясь горизонтальными).
Так, например, на рис. 7.1, ж показана схема редуктора типа КЦ2 – коническо – цилиндрического трехступенчатого редуктора с одной конической и двумя цилиндрическими передачами, все валы которого расположены в горизонтальной плоскости (мотор – редуктор на базе этого примера обозначается МКЦ2).
Если все валы редуктора расположены в одной вертикальной плоскости, то к обозначению типа добавляется индекс В. Если ось тихоходного вала вертикальна, то добавляется индекс Т, если ось быстроходного вала вертикальна, – индекс Б.
Например, на рис. 7.1., в приведена схема редуктора типа Ц2в – цилиндрического двухступенчатого редуктора, все валы которого расположены в вертикальной плоскости, а на рис. 7.1., л показана схема редуктора типа Чт – червячного одноступенчатого с вертикальной осью тихоходного вала.
Типоразмер редуктора определяется типом и главным параметром тихоходной ступени.
Для цилиндрической, червячной и глобоидной передач главным параметром является межосевое расстояние аω, конической – внешний делительный диаметр колеса de2, планетарной – радиус водила Rω, волновой – внутренний диаметр гибкого колеса d в недеформированном состоянии.
Исполнение редуктора определяется передаточным числом, вариантом сборки и формой концевых участков вала.
Так, например, типоразмер приведенного выше мотор – редуктора с межосевым расстоянием тихоходной ступени аω=180мм и передаточным числом u=56 будет обозначаться МКЦ2-180–56.
Основная энергетическая характеристика редуктора – номинальный вращающий момент Т на его тихоходном валу при постоянной нагрузке.
ЗУБЧАСТЫЕ РЕДУКТОРЫ
Цилиндрические редукторыблагодаря широкому диапазону передаваемых мощностей,долговечности, простоте изготовления и обслуживания получили широкое распространение в машиностроении.
Одноступенчатые редукторы типа Ц (см. рис. 7.1.,а и 7.3.) используют при передаточном числе u≤8. зацепление в большинстве случаев косозубое.
Двухступенчатые редукторы выполняют по развернутой (см. рис. 7.1. б, в), раздвоенной (см. рис. 7.1. г) и соосный (см. рис. 7.1. д) схемам.
Наиболее распространены цилиндрические двухступенчатые горизонтальные редукторы типа Ц2 (см. рис. 7.1. б), выполненные по развернутой схеме. Недостатком этих редукторов является повышенная неравномерность нагрузки по длине зуба из-за несимметричного расположения колес относительно опор.
Для улучшения условий работы зубчатых колес применяют редукторы с раздвоенной быстроходной ступенью типа Ц2Ш (см. рис. 7.1. г), которые легче, но шире.
Соосные редукторы типа Ц2С (см. рис. 7.1. д) применяют для уменьшения длины корпуса. Они проще по конструкции и менее трудоемкие в изготовлении.
Цилиндрические трехступенчатые редукторы выполняют по развернутой или раздвоенной схеме при передаточном числе u≤250.
Конические редукторы типа К (см. рис. 7.1. е) выполняют с круговыми зубьями при передаточном числе u≤5.
Коническо – цилиндрические редукторы (см. рис. 7.1. ж) независимо от числа ступеней выполняют с быстроходной конической ступенью.
Планетарные редукторы позволяют получить большое передаточное число при малых габаритах. По конструкции они сложнее редукторов, описанных ранее. В редукторостроении наиболее распространен простой планетарный зубчатый редуктор типа П. Последовательным соединением нескольких простых планетарных рядов можно получить редуктор с требуемым передаточным числом. Особенно эффективно применение планетарных мотор – редукторов.
Волновые редукторы являются разновидностью планетарных. В редукторостроении наиболее распространены двухволновые передачи с неподвижным жестким корпусом. Они широко применяются в робототехнике.
ЧЕРВЯЧНЫЕ РЕДУКТОРЫ
Основное распространение имеют одноступенчатые редукторы типа Ч (см. рис. 7.1.и - л) с передаточным числом u=8…80.
Для приводов тихоходных машин применяют червячно – цилиндрические типа ЧЦ (см. рис. 7.1. з) или двухступенчатые типа Ч2 (см. рис. 7.1. м) редукторы, в которых передаточное число достигает u≤4000.
Основными параметрами всех редукторов (см. 7.2.) являются: передаточное число, коэффициенты ширины колес, модули зацепления, углы наклона зубьев, коэффициенты диаметров червяков.
Тип редуктора, параметры и конструкцию определяют в зависимости от его места в силовой цепи привода машины, передаваемой мощности и угловой скорости, назначения машины и условий эксплуатации. Необходимо стремится использовать стандартные редукторы, которые изготовляются на специализированных заводах и поэтому дешевле.
Цилиндрические редукторы нужно предпочитать другим ввиду более высоких значений к.п.д. При больших передаточных числах используют червячные или глобоидные редукторы. При ограниченности места предпочтение отдают мотор – редукторам.
Корпуса (картеры) редукторов должны быть прочными и жесткими. Их отливают из серого чугуна. Для удобства сборки корпуса редукторов выполняют разъемными (см. рис. 7.3.).
Опорам валовредукторов, как правило, являются подшипники качения.
Смазывание зубчатых или червячных передач редукторов в большинстве случаев осуществляется погружением, а подшипников – разбрызгиванием или пластичным смазочным материалом. В корпус редуктора заливают масло из расчета 0,4…0,7 л на 1 кВт передаваемой мощности, при этом колесо или червяк должны погружаться в масло на глубину не менее высоты зуба или витка.
При окружной скорости колеса свыше 3 м/с происходит интенсивное разбрызгивание масла в корпусе и образование масляного тумана, обеспечивающего смазывание всех других зацеплений и подшипников качения.
Во избежание больших гидравлических потерь окружная скорость погружаемой детали не должна превышать 15 м/с.
Сорта масел назначают в зависимости от режима работы передач и твердости рабочих поверхностей зубьев.
В результате эксплуатации смазочные масла постепенно теряют свои свойства. Периодичность смены масла устанавливают опытным путем в зависимости от условий работы.
Контрольные вопросы
1. Что называется редуктором и каково его назначение в приводе машины?
2. Что такое мотор – редуктор и когда его применяют?
3. Почему цилиндрические зубчатые редукторы получили широкое применение в машиностроении?
4. По каким схемам выполняют цилиндрические двухступенчатые редукторы? Дайте характеристику каждой схеме.
5. Что является основными параметрами редуктора?
6. Прочитайте условное обозначение типоразмера редукторов: Ц2в-125 – 12,5; Ц2Ш-160 – 10; Ц2С-200 – 16;Кб-160 – 2,8.
Часть пятая