Разработка чертежа редуктора (стр. 1 )

Министерство образования Российской Федерации

Тюменский Государственный Нефтегазовый Университет

Кафедра: Общетехнических дисциплин

Разработка чертежа редуктора

Методические указания для студентов всех специальностей очной и

заочной форм обучения, изучающих дисциплины «Детали машин и ПТМ»

Тюмень 2001

Методическое пособие рассмотрено и одобрено на методическом

совете Механико-технологическим институтом. (Протокол № от )

Составитель: к. т.н. профессор

доцент Школен ко А. Л.

ст. преподаватель:

@ Тюменский Государственный Нефтегазовый Университет.

СОДЕРЖАНИЕ

Разработка чертежа редуктора 4

Цель первого этапа компоновки 4

Цель второго этапа компоновки 4

1. Первый этап эскизной компоновки 5

2.Определение размеров корпуса редуктора 15

3. Второй этап эскизной компоновки 17

4.Конструирование корпусных деталей редукторов 27

Общие сведения 27

4.1.Методика конструирования литых деталей

Основные положения и требования 27

4.2. Конструирование литых корпусов 28

4.3. Конструирование сварных корпусов 37

Литература 40

РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА РЕДУКТОРА

Разработку чертежа редуктора начинают с эскизной компоновки и определения размеров корпуса редуктора.

Эскизная компоновка редуктора проводится в два этапа после расчета зубчатых передач и определения основных геометрических размеров колес.

Цель первого этапа эскизной компоновки:

1. Выявить положение зубчатых колес относительно опор валов;

2. Приблизительно определить расстояние между опорами валов для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников.

Первый этап эскизной компоновки выполняется на миллиметровке, желательно в масштабе 1:1 или 1:2.

После эскизной компоновки разрабатываются другие виды проекций редуктора, на которых определяют форму и размеры корпуса редуктора.

Цель второго этапа эскизной компоновки:

1. Конструктивно оформить зубчатые колеса, валы и подшипниковые узлы;

2. Уточнить расстояния между опорами валов и положение зубчатых колес;

3. Подготовить данные для расчета валов на прочность.

Если размеры значительно отличаются от полученных при первом этапе компоновки (более 10%), то необходимо внести изменения в ранее произведенные расчеты.

Последовательность эскизной компоновки редуктора рассмотрена на примере коническо-цилиндрического редуктора (рис.1).

1. ПЕРВЫЙ ЭТАП ЭСКИЗНОЙ КОМПОНОВКИ

№№ п/п	Последовательность действий	Расчетные формулы и рекомендации
1	2	3
1.	Определяем диаметры валов редуктора, из условия прочности на кручение (Рис.2)	Ориентировочно диаметр вала определяют по формуле: где Т - крутящий момент на валу, Н.мм; [τкр] - допускаемое напряжение кручения. Рекомендуется: - для среднеуглеродистых сталей принимать [τкр] = 2Н/мм2 (МПа) - большие значения принимать для быстроходного вала, а меньшие - для тихоходного, или

 

Рис.1 Двухступенчатый коническо-цилиндрический редуктор

1	2	3
а) б)	Ведущий вал d1 - диаметр для входного конца вала (рис.2а) dдв - диаметр вала элект­родвигателя dn1 - диаметр вала под подшипник dk1 - диаметр вала под шестерней Промежуточный вал dn2 - диаметр промежуточ­ного вала под подшипником (рис.26)	где Р - передаваемая мощность, кВт; п - угловая скорость, мин-1 с = 120...150 d1 определяют по формуле 1,2 или принимают d1 =(0.8...1) dдв, если валы редуктора и электродвигателя соединяются муфтой. Полученные значения округляют до стандартного значения по ряду Ra 40, СТ514-77(см. табл. 1) см. табл. З или [3,4] Диаметр вала под подшипником\ определяют: dn1 = d1+ 5мм dn1 окруляют до значений кратных 5 или О dk1 = dn1 + (4...5)мм. Если размеры колес не позволяют выполнить их съемными (т. е. а < 2.5mt, где mt - модуль зацепления, а – минимальное расстояние от впадины зуба до шпоночной канавки (рис.26), то зубчатые колеса выполняют заодно целое с валом. dn2 определяют по формуле (1) или (2) и округляют до значений кратных 5 или 0.

1	2	3
в)	Ведомый вал (рис.2в) ds3	Диаметры ведомого вала определяют аналогично как для ведущего вала
2.	Проводим осевые линии всех валов с соблюдением расстояния между осями (рис.3).	а - межосевое расстояние; Re - образующая делительного конуса; Re и а определяют расчетным путем
3.	Гонкими линиями вычерчи­ваем контуры цилиндричес­ких и конических колес y - зазор между цилиндри­ческими и коническими ко­лесами.	Минимальный зазор между колесами ymin=5..8мм
4. а) б) в) г)	Определяем толщину стенки корпуса редуктора толщина стенки корпуса двухступенчатого редуктора - δ ; толщина стенки крышки редуктора δ1; толщина стенки корпуса - δ и крышки - δ1одност­у- пенчатого редуктора цилиндрического; толщина стенки корпуса - - δ и крышки – δ1 одност­ упенчатого конического редуктора; толщина стенки корпуса - δ и δ1 - крышки червячного редуктора.	Принимается: δ = 0,025aωt + 3 мм; δ1 = 0,02aωt+ 3 мм; где aωt - межосевое расстояние тихоходной передачи; δ = 0,025аω + 1 мм; δ1 = 0,025aω + 1 мм; δ = 0,05Re + 1 мм; δ1 = 0,04Re + 1 мм; δ = 0,04 аω + 2 мм; δ1 = 0,032aω +2мм; Во всех случаях δ и δ1 > 8мм

1	2	3
5. а) 6. 7. а)	Очерчиваем внутреннюю ст­енку корпуса редуктора. зазор между торцами ступиц и стенкой корпуса – y1, Предварительно с учетом действующих в зубчатом зацеплении сил намечаем тип подшипников на валы. В нашем случае принято: для ведущего и промежуточного вала радиально-упорные шарикоподшипники, для ведомого вала - радиальные шарикоподшипники. Габариты подшипников вы­черчиваем на эскизной ком­поновке редуктора (рис. 3; рис.2а, б, в, 4) Выбор смазки зубчатых колес редуктора: картерная смазка. Картерная смазка осуществляется окунанием зубчатых колес в масло, заливаемое внутрь корпуса. Зубчатые колеса погружают в масло на высоту зуба, в	При этом принимаем: Рекомендуется принимать: y1 =(1,1 ...1,2) δ, где δ - толщина стенки корпуса редуктора. Габариты подшипников принимают по справочнику [2, 3, 7] в зависимости от диаметра вала, определенного ориентировочным расчетом. Картерную смазку применяют при окружных скоростях в зацеплении зубчатых передач до V < 12 м/с; в зацеплении червячных передач при окружной скорости червяка до V < 10 м/с. При смазке

1	2	3
Б)	конических редукторах на всю ширину зубчатого венца. При небольшой окружной скорости (V<2,0 м/с) колеса редукторов могут быть погружены в масляную ванну на глубину 1/3 радиуса колеса Циркуляционная смазка. Циркуляционная смазка применяется в тех случаях, когда конструкция редуктора не позволяет осуществить картерную смазку Масло из картера или специального бака подается насосом в места смазки по трубопроводу через сопла или коллекторы	окунанием объем масляной ванны редуктора определяют из расчета 0.4...0.8 литра масла на 1 квт передаваемой мощности. Циркуляционную смазку применяют при больших скоростях зубчатых передач V = 12 м/с. Подробнее смазку редуктора см.[3], стр.105 или [2] стр.299, или [4].

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ КОРПУСА РЕДУКТОРОВ

1	2	3
1.	Толщина верхнего пояса фланца корпуса - b, (рис. 6)	b = 1,5 δ , где δ - толщина стенки корпуса.
2.	Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса - b1 (рис. 6)	b1 = 1,5 δ1 где δ1 - толщина стенки крышки.
3. а) б)	Толщина нижнего корпуса : без бобышки - Р (рис.9а) при наличии бобышки P1 ; Р2 (рис.9б)	P = 2,35 δ; Р1 = 1 5 δ ; Р2 = (2.25...75) δ
4.	Толщина ребер основания корпуса - m (рис.6)	m = (0,85...1,0) δ
5.	Толщина ребер крышки – m1 (рис.6)	m1=(0.9...1.0) δ
6.	Диаметр фундаментальных болтов - dф (рис.6) (их число > 4)	dф = (0,03...0,036)аω + 12 dф = 0,072Re + 12
7. а) б) в)	Диаметр болтов: (рис.6, 8) у подшипников – d2 , соединяющих основание корпуса и крышки –d3, диаметр болтов крепящих смотровую крышку – d5	d2 = (0,7...0.75)dф d3 = (0,5...0.6)dф d5 = (0,3…0,4)dф

1	2	3
г) 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.	крепление крышки подшипника – d4. Расстояние от наружной поверхности стенки корпуса C1 до оси болтов dф, d3 (рис. 9 а, б) Ширина нижнего и верхнего пояса основания корпуса, K1 (рис. 9а, б) Положение болтов d2 опре­деляется размером q (рис.6) Высота бобышки hб под болт d2 (рис. 6, 8) Диаметр отверстия в гнезде подшипника, Дп (рис. 8 и 11). Диаметр гнезда, Дк (рис.8 и 11) Длина гнезда под подшипник, (рис.11, 8 в)	d4 = принимают под резьбу М8...М12 , в количестве 4...6 шт. C1 - выбирают по табл. 2 K1 = выбирают по табл.2 q > 0,5d2 + d4 hб - выбирают конструктивно так, чтобы образовалась опорная поверхность под головку болта и гайку. Желательно у всех бобышек иметь одинаковую высоту. Дп - принимают по наружному диаметру подшипника или стакана. Дк =Д2 + 2...5 мм, где Д2 - диаметр фланца крышки подшипника I = δ +X+ C2 + Rδ + (3.5), мм где Rδ >1,1 d2 С2 - см. рис. 8, 14

1	2	3
17. 18.	Диаметр штифта, dш (рис. 7) Длина штифта Iш Максимальный зазор между наружной поверхностью колеса и стенкой корпуса, А (рис. 6) Диаметр рым-болта	dш = d3 Iш = b + b1 + 5 мм А=1.2 δ dp - выбирают по ГОСТ 4751-73 в зависимости от массы редуктора

3. ВТОРОЙ ЭТАП ЭСКИЗНОЙ КОМПОНОВКИ

1	2	3
1. 2. 3.	Конструктивно оформляем валы редуктора Вычерчиваем зубчатые колеса Вычерчиваем подшипники опор. Установку и крепление подшипников в гнездах см. [2, 3]	Рис.2, рис.4 Принимаем длину вала в месте установки колеса равным Iст - (2…3) мм, где Iст- длина ступицы колеса. Размеры подшипников принимают по ГОСТу [2, 3, 4, 7].

1	2	3
4. а) б) 5. 6.	Вычерчиваем фронтальный вид корпуса редуктора, где предусматривается: устройство для замера уровня масла; отверстие для слива масла Выбираем способ смазки подшипников. I. Жидкими маслами а) разбрызгиванием; б) капельные масленки; в) масляная ванна; г) циркуляционная; д) масляным туманом; е) фитильная. II. Консистентными смазка­ми: более подробно смазку по подшипникам см.[2, стр. 307] или [3 стр. 107] Производим выбор уплотне­ний подшипниковых узлов	см. [2, 3]; рис. 5 Рис. 6 Жидкое масло следует применять при значительных скоростях dn.n < 3.10 мм.мин-1 где dn - диаметр вала под подшипник; n - угловая скорость вала. Пластичные (консистентные) смазки следует применять при dn.n < 3.105 мм.мин-1 см. [3], стр. 115 [2], стр. 309...321

Стандартные значения диаметров валов по ряду Ra40

Таблица 1

10	10.5	11	11.5	12	13	14	15	16
17	18	19	20	21	22	24	25	26
28	30	32	34	36	38	40	42	45
48	SO	53	56	60	63	67	71	75
80	85	90	95	100	105	110	120	125
130	140	150	160	170	180	190	200	210
220	240	250	260	280	300	320	340	360
380	400	420	450	480	500	530	560	600

Таблица 2