Детали машин лабораторный практикум (стр. 5 )

отсюда

.

Определяют диаметр делительной окружности колеса и шестерни

d=mt∙Z=mn∙Z/cosβ.

Определяют окружной Рt и нормальный Рn шаг зубьев

Рt =π∙mt,

Рn = Рt∙ cosβ.

Результаты замеров и расчетов заносят в лабораторный журнал или таблицу отчета.

4.7.4 Определение параметров, характеризующих условия смазки зубчатых передач редуктора рисунок 4.12.

Рисунок 4.12

Измеряют расстояние от плоскости разъема до дна корпуса hт. к , hт. ш. по осям колес тихоходной и быстроходной передач.

Измерения производят с помощью двух линеек: одну ставят ребром на плоскость разъема, другой измеряют расстояние о этого ребра до дна корпуса.

Измеряют расстояние от плоскости разъема до отметки верхнего уровня масла на маслоуказа

Рассчитывают глубину погружения тихоходного колеса в масло пр верхнем его уровне в единицах модуля mn.т

.

Определяют зазор между дном корпуса и тихоходным колесом

ат=hт. к–0,5∙da2т .

Примечание. При погружении в масло также и колеса быстроходной ступени по аналогичным формулам находят глубину погружения hО. Б /mn.Б и зазор аБ.

Результаты измерений и расчетов заносят в лабораторный журнал или таблицу отчета.

4.7.5 Определение допускаемого крутящего момента на выходном валу редуктора.

Для косозубых цилиндрических колес тихоходной ступени допускаемый крутящий момент из условия контактной выносливости определяют по зависимости [5]

,

где [σн ] – допускаемое контактное напряжение, МПА;

Кн – коэффициент нагрузки при расчете на контактную выносливость;

Кнα – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями.

Точные значения [σн], Кн, Кнα принимают при известной степени точности зубчатой пары, материале зубчатых колес и их термообработке, расположении колес относительно опор, частоте вращения и режиме работы механизма.

Для приближенного определения крутящего момента Т3 (в ньютонах-метрах) можно принять: при термической закалке колеса и шестерни [σн]=800 МПа, при термическом улучшении обоих колес [σн]=500 МПа; Кн ∙ Кнα=1,3.

4.7.6 Сборка редуктора.

Проверка качества зацепления зубчатых передач

Конструкция редуктора позволяет осуществлять узловую сборку. Отдельно собираются узлы, требующие применения пресса (колеса, валы, подшипники). Далее собранные узлы монтируют в корпусе редуктора без особых усилий.

Устанавливают в основание корпуса 1 валы 14, 18, 29 в сборе с зубчатыми колесами 23, 31, подшипниками 21, 30, 33, маслоотражательными шайбами 32 и распорными втулками 17, 25. Входной 14 и выходной 18 валы устанавливают вместе со сквозными крышками 15, 20.

Вставляют в пазы основания корпуса 1 врезные крышки 24, 28, между наружными кольцами подшипников и крышками устанавливают компенсирующие кольца 27.

Проверяют пятно контакта цилиндрических зубчатых передач, визуально оценивают качество их изготовления.

Тщательно протирают зубья, наносят тонкий слой краски на боковые поверхности двух-трех равноудаленных друг от друга зубьев ведущих колес, поворачивая их определяют расположение и размеры пятен касания на зубьях ведомых колес.

Определяют относительные размеры пятна контакта в процентах, рисунок 4.13

Рисунок 4.13

по длине зуба – отношением расстояний между крайними точками следов прилегания, за вычетом разрывов, превосходящих величину модуля, к полной длине зуба

;

по высоте зуба – отношением средней высоты пятна прилегания по всей длине зуба к его рабочей высоте

.

Размеры а, в, с замеряют штангенциркулем. Рабочая высота зуба h3≈2∙mt . Пятно контакта определяют на трех зубьях и вычисляют по среднему значению.

Соответственно полученным размерам пятна контакта согласно нормам контакта зубьев в передаче, таблица 4.3, определяют степень точности каждой зубчатой пары редуктора.

Завершают сборку редуктора

Устанавливают по штифтам 22 крышку редуктора 8 и притягивают ее винтам к основанию корпуса 1.

Ввинчивают пробку 2 для слива масла, вставляют маслоуказатель 3, привинчивают крышку люка 10.

Таблица 4.3 – Нормы контакта зубьев в передаче в % по ГОСТ 1643-81

Параметры	Степень точности
7-я	8-я	9-я
Пятно контакта	по высоте не менее… по длине не менее…	45 60	40 50	30 40

Контрольные вопросы к лабораторной работе

1 Назначение, устройство и классификация редуктора.

2 Чем объясняется преимущественное применение в современных редукторах косозубых и шевронных передач? Какими преимуществами и недостатками характеризуется одинаковое и различное направление зубьев шестерни и колеса на промежуточном валу редуктора?

3 Какое конструктивное решение расположения шестерни на входном, а колеса на выходном валу: ближе к опоре выходного конца вала или ближе к противоположной опоре, более выгодно и почему?

4 Чем объясняется то, что ширина венца шестерни принимается на 3…5 мм больше ширины венца колеса?

5 Как осуществляется регулировка подшипниковых узлов7 Назначение компенсирующих колец и прокладок?

6 Преимущества и недостатки врезных крыше подшипников перед привертными?

7 Для чего при изготовлении корпусных деталей редуктора между ними ставятся штифты?

8 Как обеспечивается герметичность в плоскости стыка корпуса и крышки редуктора? Назначение отжимных винтов?

9 Какие конструктивные решения предусмотрены для захвата при подъеме и транспортировке корпусных деталей и собранного редуктора?

Лабораторная работа № 5 Изучение конструкции, определение основных параметров, разборка и сборка червячного редуктора

5.1 Цель работы

Цель работы: а) ознакомление с конструкцией червячного редуктора; б) определение параметров червячного зацепления, габаритных и присоединительных размеров редуктора; в) ознакомление с методикой регулировки подшипников и зацепления червячной передачи при сборке редуктора; г) вычисление допускаемого крутящего момента на выходном валу редуктора.

5.2 Общие сведения о редукторах. Конструкция и описание редуктора

Червячные редуктора – это механизмы с червячной передачей, служащие для передачи мощностей от двигателя к рабочей машине с соответствующим понижением угловых скоростей и повышением крутящих моментов, выполненные в виде отдельных агрегатов.

Редуктор, рисунок 5.1 состоит из следующих основных деталей: 1 – червяк; 2 – корпус; 3 – пакет прокладок; 4 – крышка торцовая проходная; 5 – подшипник с коническими роликами; 6 – манжетное уплотнение; 7 – маслосливная пробка; 8 – крышка смотрового отверстия; 9 – жезловый маслоуказатель; 10 – крышка торцовая глухая; 11 – винт; 12 – крышка люка; 13 – втулка-отдушина; 14 – пакет прокладок; 15 – крышка торцовая проходная; 16 – винт; 17 – венец червячного колеса; 18 – винт; 19 – пакет прокладок; 20 – подшипник с коническими роликами; 21 – крышка торцовая глухая; 22 – центр червячного колеса; 23 – вал червячного колеса.

Червячная передача состоит из цилиндрического червяка 1 (винта с трапециедальной или близкой к ней резьбой) и червячного колеса 17, рисунок 5.1, с зубьями дуговой формы, охватывающими часть червяка.

Расположение червяка в передаче может быть верхним рисунок 5.1, нижним, рисунок 5.2 и боковым. Верхнее расположение червяка применяется при окружных скоростях свыше 4…5 м/с. Смазка зацепления в этом случае осуществляется окунанием колеса в масло. При расположении червяка под колесом предельно допустимый уровень масла должен проходить по центрам тел качения подшипников рисунок 5.2. При погружении червяка в масло менее чем на 2,5 m , где m - модуль червяка, для подачи масла в зацепление применяются разбрызгиватели.

Червяка, как правило, изготавливают из стали и выполняют заодно целое с валом. Боковые поверхности витков червяка закаливают до высокой твердости, затем витки шлифуют или полируют, что позволяет повысить стойкость червячной пары против заедания.

Червячные колеса в зависимости от размеров делают цельными или составными в целях экономии цветных металлов. Венец червячного колеса 17 (редуктор РЧН-80), 19 (редуктор РЧП-100) изготавливают из бронзы или латуни, а центр колеса 22 из стали ил серого чугуна. В тихоходных передачах с окружными скоростями на червяке до 2 м/с червячные колеса иногда целиком изготавливают из серого чугуна. При единичном и мелкосерийном производстве зубчатый венец соединяют с центром червячного колеса посредством посадки с гарантированным натягом и винтов 16 в РЧН-80 и 17 в РЧП-100. Винты ввертываются в стык венца и центра. При ослаблении посадки со временем при нагреве они играют роль шпонок. После затяжки головки винтов срезают заподлицо с торцем. В среднесерийном, крупносерийном и массовом производстве бронзовый венец преимущественно наплавляют на центр.

Рисунок 5.1

Рисунок 5.2

Центр червячного колеса наплавляют на вал 23 (РЧН-80), (РЧП-100) с натягом, чтобы предотвратить угловые колебания колеса относительно оси червяка.

В опорах червяка и червячного колеса устанавливают радиально-упорные шариковые или конические роликовые подшипники 5 и 20 в РЧН-80 и 21 в РЧП -100, воспринимающие радиальную и осевую нагрузку. Внутренние кольца подшипников насаживают на вал с натягом, чтобы исключить проворачивание шейки вала и развальцовку посадочных поверхностей. Наружные кольца подшипников в корпусе устанавливают с незначительным зазором, облегающим осевое перемещение колец при регулировке натяга подшипников и осевого положения колеса.

В крышках 4 и 15 в РЧН-80 и 16 в РЧП-100, через отверстия которых выходят концы валов червяка и червячного колеса, помещают уплотнения 6 (РЧН-80), 7 (РЧП-100) для предотвращения вытекания смазки из редуктора и предохранения подшипников зацепления от попадания пыли и грязи.

На быстроходном валу редуктора РЧП-100 уплотнение выполнено в виде колец из технического фетра, пропитанного маслом. Пожатие фетра в калу осуществляется крышкой 4 с помощью шпилек 6. Такие уплотнения недостаточно надежны и применение их весьма ограниченно. Более современные манжетные уплотнения применены на быстроходном валу редуктора РЧН-80. На тихоходных валах редукторов применены уплотнения щелевого типа в виде кольцевых канавок на крышках подшипников 15 (РЧН-80), 16 (РЧП-100). Со стороны второй опоры валов червяка и червячного колеса устанавливают глухие крышки 10, 21 в РЧН-80 и 11, 21 в РЧП-100.

Корпуса червячных редукторов конструируют двух исполнений: неразъемные(при аω≤160 мм) и разъемные с плоскостью разъема по оси вала червячного колеса. Обычно корпус редуктора отливают из чугуна, иногда – из легких сплавов. При единичном или мелкосерийном производстве корпус может быть сварным. Корпус редуктора РЧН-80 выполнен неразъемным. Для монтажа комплекта вала с червячным колесом по боковым стенкам редуктора предусмотрены отверстия с диаметром, большим наибольшего диаметра колеса. Отверстия закрыты боковыми крышками 15 и 21. Редуктор РЧП-100 выполнен с разъемным корпусом и состоит из крышки 2 и основания корпуса 25, скрепляемых болтами 14 с гайками 12. Отверстия в корпусе закрыты боковыми крышками 8 и 11.

В корпусе 2 и крышках 15, 21 редуктора РЧн-80 и в основании корпуса 25 редуктора РЧП-100 имеются ребра для повышения жесткости и увеличения поверхности охлаждения.

Корпус служит также резервуаром для смазки зацепления. Для заливки масла в корпусе редуктора предусматривают люк, закрытый крышкой 12 в РЧН-80 и 18 в РЧП-100. Уровень масла в редукторе определяют через контрольное отверстие или с помощью жезлового маслоуказателя 9 в РЧН-80 и 13 в РЧП-100. Слив масла осуществляется через спускное отверстие, закрытое пробкой 7 в РЧН-80 и 9 в РЧП-100.

Во втулке 13 (редуктор РЧН-80) или рукоятке крышки люка 18 (редуктор РЧП-100) делают отверстие-отдушину, назначение которой – выравнивание давления воздуха, нагревающегося внутри корпуса при работе редуктора, по отношению к атмосферному.

Контроль за правильностью зацепления и наблюдение за расположением пятна контакта и его величиной при регулировке осевого положения червячного колеса в редукторе РЧП-100 осуществляется через люк в крышке корпуса, в редукторе РЧН-80 – через смотровое окно в узкой боковой стенке корпуса. После сборки редуктора это окно закрывают крышкой 8, в которую монтируют маслоуказатель 9.

5.3 Порядок проведения работы

5.3.1 Определение габаритных и присоединительных размеров редуктора

Перед определением габаритных и присоединительных размеров производят внешний осмотр редуктора, сверяют его соответствие общему виду на чертеже.

Под габаритными понимают наибольшие размеры редуктора по длине, высоте и ширине.

Присоединительными называют размеры редуктора, определяющие подбор сопрягаемых с ними деталей, а также размеры, требуемые для монтажа редуктора на плите или раме. К ним относятся:

а) диаметры и длины выходных концов быстроходного и тихоходного валов и размеры, определяющие их расположение относительно опорной поверхности;

б) размеры отверстий под болты для крепления редуктора и размеры, определяющие их расположение;

в) размеры установочной плоскости редуктора.

Замеряемые размеры (см. таблицу 5.1) заносят в лабораторный журнал или таблицу 5.1 отчета, оформляемого по прилагаемой форме.

5.3.2 Определение межосевого расстояния редуктора по данным измерений

.

Расчетное значение аω следует округлить до стандартного по ГОСТ 2144-76*

1-ряд: 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000.

2-ряд: 71, 90, 112, 140, 180, 224, 280, 355, 450, 560, 710, 900, 1120, 1400.

5.3.3 Разборка редуктора, ознакомление с его конструкцией

Определение параметров червячного зацепления

При изготовлении червячной передачи стандартным режущим инструментом расшифровка червячного зацепления производится путем замера отдельных элементов червяка и червячного колеса, рисунок 5.3, и последующего расчета остальных элементов и параметров зацепления. Полученные значения параметров червяка и червячного колеса округляют до стандартных значений

Таблица 5.1 – Замеряемые габаритные и присоединительные размеры редуктора

Замеряемые величины, мм	Обозначение размера	Мерительный инструмент, формула
Габаритные размеры: длина ширина высота	L B H	угольник, линейка штангенрейсмас
Присоединительные размеры
Быстроходный вал: диаметр длина вылет Тихоходный вал: диаметр длина вылет	dБ lБ L5 DТ LТ В4	штангенциркуль линейка линейка, угольник штангенциркуль линейка линейка, угольник
Вспомогательный размер	h1	штангенрейсмас
Вспомогательный размер	h2	штангенрейсмас
Расстояние от опорной поверхности нижнего фланца редуктора до оси: червяка колеса	hБ hT
Толщина нижнего фланца	h
Размеры опорной поверхности нижнего фланца	L1, B1, L3	линейка
Размеры опорной поверхности между осями отверстий под болты для крепления редуктора	L2, B2
Диаметр отверстия под болт для крепления редуктора	dф	штангенциркуль
Расстояние от оси отверстия под болт до торца выходного конца: Быстроходного вала Тихоходного вала	L4 B4	линейка, угольник

Рисунок 5.3

Подлежащие замеру элементы червяка и червячного колеса приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Замеряемые элементы червяка и червячного колеса

Замеряемые параметры	Обозначение	Мерительный инструмент
Число заходов червяка	Z1
Шаг осевой	P1	Линейка
Длина нарезанной части червяка	B1	Штангенциркуль
Диаметр вершин витков червяка	da1	Штангенциркуль
Число зубьев червячного колеса	Z2
Диаметр вершин зубьев червячного колеса	da1	Штангенциркуль кронциркуль
Наибольший диаметр червячного колеса	daM2	Штангенциркуль
Ширина венца червячного колеса	B1

Порядок расчета параметров червячного зацепления по результатам замеров следующий: