Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Передачи редуктора
7.1.1. Червячная передача (индекс «чр») Выписываем принятые значения параметров червячной передачи, мм: – межосевое расстояние; – модуль червячной передачи; – делительный диаметр червяка; – диаметр вершин витков червяка; – диаметр впадин витков червяка; – длина нарезанной части червяка; – делительный диаметр червячного колеса; – диаметр вершин зубьев колеса; – диаметр впадин зубьев колеса; – диаметр колеса наибольший; – ширина венца колеса. Примечание. Вышеуказанные параметры – см. в соответст-вующих разделах расчета червячной передачи (глава 3, книга 1), где параметры указаны без индекса «чр». Рассмотрим остальные параметры конструктивных элементов червячного колеса. Чаще всего червячные колеса изготавливают составными: центр – из серого чугуна или стали, зубчатый венец – из бронзы. Соединение венца с центром должно обеспечивать передачу большого вращающего момента и сравнительно небольшой осевой силы. – длина ступицы червячного колеса. Для ступицы рекомендуется выдерживать следующие соотношения, мм: ; , (7.1) где – диаметр вала под червячное колесо (см. раздел 7.3). – диаметр ступицы червячного колеса. Диаметр назначают в зависимости от материала центра колеса, мм: для стального центра принимают , для центра из чугуна – , при этом меньшие значения для шлицевого соединения колеса с валом, бó льшие – для шпоночного соединения. Например. Дано: =70мм, ступица из стали. =(1, 5…1, 55)70=105…108, 5. Рекомендуется принять =105мм для шлицевого соединения и =108мм для шпоночного. 7.1.2. Зубчатая передача (индекс «зб») Выписываем принятые значения параметров зубчатой передачи, мм: – межосевое расстояние; – модуль зубчатой передачи; и – делительные диаметры шестерни и колеса; и – диаметры вершин зубьев колес; и – диаметры впадин зубьев колес; – ширина зубчатого венца колеса. Примечание. Вышеуказанные параметры – см. в соответст-вующих разделах расчета цилиндрической зубчатой передачи (глава 2, книга 1), где параметры указаны без индекса «зб». Рассчитываем остальные параметры конструктивных элементов зубчатой передачи. – ширина зубчатого венца шестерни, мм: . (7.2) Примечание. Величину конструктивной добавки рекомендуется выбрать так, чтобы значение получилось четным. – длина ступицы зубчатого колеса, мм. Для ступицы рекомендуется выдерживать следующие соотношения: ; , (7.3) где – диаметр вала под зубчатое колесо (см. раздел 7.4). – диаметр ступицы зубчатого колеса, мм. Для стальных колес , при этом меньшие значения для шлицевого соединения колеса с валом, бó льшие – для шпоночного соединения. – радиальный зазор между зубьями червячного колеса (по диаметру ), а также зубьями зубчатого колеса (до диаметру ) и внутренними поверхностями стенок корпуса, мм: . (7.4) – расстояние между внешними поверхностями вращающихся деталей, мм: . (7.5) Параметры и – см. выше, – см. в разделе 7.1.1. Полученное значение округляем в бó льшую сторону до целого числа, при этом значение должно быть в диапазоне . Если , то принимаем . – торцовый зазор между зубьями шестерни и внутренней поверхностью боковой стенки корпуса, мм. Обычно . – торцовый зазор между зубьями зубчатого колеса и внутренней поверхностью боковой стенки корпуса, мм: . (7.6) Примечание. Значение конструктивной добавки (2…2, 5) мм должно быть равно половине конструктивной добавки, принятой при расчете по формуле (7.2). – радиальный зазор между зубьями червячного колеса и ступицей зубчатого колеса по диаметру : . Для обеспечения минимального зазора допускается местное уменьшение диаметра на . Примечание. Подробнее конструкцию зубчатого и червяч-ного колес – см. разделы 5.1 и 5.6 [1, стр. 65…69 и 76…79]. 7.2. Конструкция входного вала (индекс 1) Предварительно оцениваем диаметр законцовки вала из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях. – диаметр концевой части вала, мм: = , (7.7) где – вращающий момент на входном валу редуктора №1, Н·м (см. итоговую таблицу механических параметров в разделе 1.3, глава 1, книга 1); [ ]= 12 МПа – допускаемое касательное напряжение для входного вала. В первом приближении значение округляем в бó льшую сторону до величины, кратной 5, так, чтобы принятое значение было больше рассчитанного не менее, чем на 3 мм. Далее согласовываем это значение с диаметром вала электродвигателя (см. раздел 1.1, глава 1, книга 1), соединенного с входным валом редуктора муфтой МУВП ГОСТ 21424–93. Согласование производим по таблице 7.1: а) если диаметр соответствует диаметру , то окончательно оставляем принятое значение ; б) если диаметр меньше минимального значения диаметров законцовки, соответствующих диаметру , то за окончательное принимаем это минимальное значение . Например: 1. = 38 мм; рассчитанное значение = 31, 33 мм; в первом приближении = 35 мм. Так как = 35 мм соот-ветствует =38 мм, то оставляем это значение как оконча-тельное. 2. = 48 мм; рассчитанное значение = 35, 39 мм; в первом приближении = 40 мм. Так как = 40 мм не соответст-вует , то за окончательное принимаем = 45 мм (минимальное значение из диаметров, соответствующих ).
Таблица 7.1
После определения принимаем решение о форме законцовки входного вала. Ее рекомендуется выбрать конусной (рис. 7.1, а) для диаметров = 25; 30; 35; 40; 45; 55; 70; 90мм или цилиндрической (рис. 7.2) для диаметров = 16; 18; 19; 20; 50; 60; 65; 75; 80; 85; 95; 100; 105; 110 мм. Рис. 7.1.
Выполняем эскиз законцовки, а затем даем обозначение муфты МУВП в зависимости от диаметров , и формы законцовки входного вала. Например: 1. = 48 мм (цилиндрическая форма) и = 45 мм (конусная законцовка): «Муфта 710–48–I.1–45–II.1 ГОСТ 21424–93». 2. = 48 мм (цилиндрическая форма) и = 50 мм (цилиндрическая законцовка): «Муфта 710–48–I.1–50–I.1 ГОСТ 21424–93». Рис. 7.2
Для конусной законцовки из таблицы 7.2 выписываем следующие данные, мм: Таблица 7.2
Примечания: 1. – ширина и высота шпонки. 2. Диаметр . Проточка резьбы конусной законцовки выполняется в соответствии с рис. 7.1, б. Из таблицы 7.3 для нее должны быть выписаны параметры, мм: f; R; R 1; df; z. Таблица 7.3
Примечание. Здесь d – диаметр резьбы. Например, для d 3 = М20× 1, 5: шаг Р = 1, 5 мм, df = 20 – 2, 2 = 17, 8 мм; для d 3 = М36× 3, 0: шаг Р = 3, 0 мм, df = 36 – 4, 5 = 31, 5 мм. Для законцовки цилиндрической формы из таблицы 7.4 выписываем следующие данные, мм: Таблица 7.4.
Примечание. – ширина и высота шпонки. Рассмотрим следующий после законцовки участок вала, с которым контак-тирует манжета. – диаметр вала под манжету [см. 1, таблица 24.26, стр. 473, 474], мм: = – для конусной законцовки вала; = + (1…6)мм – для законцовки цилиндрической формы. Значение конструктивной добавки выбираем таким, чтобы величина диаметра была кратной 5. Например: 1. Для цилиндрической законцовки, имеющей = 18 мм, = 18+2 = 20 мм. Условное обозначение манжеты типа 1, исполнения 1 (с механически обработанной кромкой) для вала диаметром 20 мм, с наружным диаметром 40 мм из резины 2 группы (на основе бутадиен - нитрилакрилового каучука): «Манжета 1.1–20× 40–2 ГОСТ 8752–79». 2. Для цилиндрической законцовки диаметром = 50 мм = 50+5 = 55 мм: «Манжета 1.1–55× 80–2 ГОСТ 8752–79». По выписываем параметры манжеты, выполняем эскиз и указываем обозначение манжеты по ГОСТ. Следующий участок входного вала по конструктивной схеме №1 выполнен с резьбой. – диаметр резьбы круглой шлицевой гайки, предназначенной для поджатия подшипников правой опоры к буртику вала и законтренной стопорной шайбой [см. 1, таблицы 24.22 и 24.23, стр. 470, 471]. При выборе диаметра резьбы должны быть обеспечены следующие соотношения: , где – см. ниже; , где – внутренний диаметр резьбы по таблице 7.5. Для выбранной резьбы выполняем эскиз гайки, шайбы и паза на валу под язычок стопорной шайбы, выписываем их параметры и указываем обозначение гайки и шайбы по ГОСТ. Таблица 7.5
Параметры гайки, мм: d; D; D 1; H; b; h; c [см. 1, таблица 24.22, стр. 470]; параметры шайбы, мм: d; d 1; D; D 1; l; b; h; s [см. 1, таблица 24.23, стр. 471]. Примечание. Обозначение гайки и шайбы для = М39× 1, 5: «Гайка М39× 1, 5–7 Н. 05.05 ГОСТ11871–88»; «Шайба Н. 39.01.05 ГОСТ 11872–89». Параметры паза на валу под язычок стопорной шайбы, мм: [см. 1, таблица 24.24, стр. 471, 472]. Для обеспечения надежного завинчивания гайки по диаметру в конце резьбового участка выполняем проточку резьбы (см. рис. 7.1, б), для которой в зависимости от шага резьбы из таблицы 7.3 выписываем параметры, мм: На следующем участке входного вала в специальном стакане установлены два роликоподшипника, являющиеся правой опорой вала. – диаметр вала под внутреннее кольцо подшипника, рекомендуемое значение которого выбираем по таблице 7.5 в зависимости от диаметра . По диаметру для правой опоры производим выбор конического роликоподшипника ГОСТ 27365–87 в количестве 2 шт. серии диаметров 2 (легкой серии) или серии диаметров 3 (средней серии) [см. 1, таблица 24.16, стр. 465]. Для выбора серии подшипника руководствуемся следующей рекомендацией: , (7.8) где динамическая нагрузка на подшипник, Н; коэффициент эквивалентности для подшипников, работающих при типовых режимах нагружения [см. 1, стр. 116, типовой режим IV]; и окружная, радиальная и осевая силы на червяке, Н (см. раздел 3.8, глава 3, книга 1); показатель степени для роликоподшипников [см. 1, стр. 117]; заданный ресурс работы привода в часах (см. раздел 2.2.1, глава 2, книга 1); частота вращения входного вала №1, об/мин (см. итоговую таблицу механических параметров в разделе 1.3, глава 1, книга 1); динамическая грузоподъемность роликоподшипника, Н. коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, значения которых находим в зависимости от величины отношения по сравнению с коэффициентом осевого нагружения . Здесь коэффициент вращения кольца (в нашем случае вращается внутреннее кольцо); осевая нагрузка на червяке; приведенная радиальная нагрузка: а) если , то принимаем , а берем из данных ролико-подшипника; б) если , то принимаем и . Примечания: 1. Параметры , и берем сначала для подшипника легкой, потом средней серии с углом контакта α = 12…16º, а затем средней серии с углом α = 29º, последова-тельно добиваясь выполнения соотношения (7.8). 2. Для принятой конструкции правой опоры входного вала в соотношении (7.8) допускается вместо одного подшипника принять комплекта из двух специально подобранных под-шипников легкой или средней серии с углом α = 12…16º. В этом случае = 1, 714 [см. 1, стр. 118]. Для выбранного роликоподшипника выполняем эскиз, указываем обозначение по ГОСТ и выписываем следующие данные: . Для обеспечения построения роликоподшипника на чертеже выполняем по методике, изложенной на рис. 7.3, расчет размеров элементов внутренней конструкции подшипника: . Примечания: 1. Размеры и определяем при построении на чертеже. 2. Пример обозначения роликоподшипника серии диамет-ров 2 (легкой серии) при = 40мм: «Подшипник 7208А ГОСТ 27365–87». Рассмотрим участок вала, где находится червяк с эвольвентным профилем (ZI), выполненный заодно с валом: нарезанная часть червяка расположена симметрично относительно оси червячного колеса; между червяком и опорными подшипниками на валу выполнены буртики, служащие для подшипников упорами. диаметр буртика справа и слева от червяка, для которого должно выдерживаться следующее соотношение: , (7.9) где диаметр впадин витков червяка (см. раздел 7.1.1); параметр роликоподшипника (см. выше). Значение выбираем так, чтобы оно было ближе к правой части соотношения (7.9) и было кратным 2 или 5. Примечание. В случае, если , то длину буртика следует разбить на два участка: участок, граничащий с червяком, выполняем диаметром , обеспечивающим выход инструмента при обработке витков червяка [см. 1, рис. 5.20, б ]; участок, служащий упором для подшипника, выполняем в виде заплечика длиной не менее 10 мм и диаметром . Допускается выполнить буртик диаметром, удовлетворяю-щим только правой части соотношения (7.9), но разрешить при этом на поверхности буртика следы выхода инст-румента для обработки витков червяка [см. 1, рис. 5.20, в ].
Рис. 7.3
длина буртика справа от червяка, т.е. расстояние от торца нарезанной части червяка до торца внутреннего кольца роликоподшипника (торца буртика), мм: , (7.10) где и параметры роликоподшипника (см. выше данные подшипника, размеры и ); длина нарезанной части червяка (см. раздел 7.1.1); толщина буртика стакана, в котором установлены два роликопод-шипника правой опоры входного вала (см. рис. 7.4, параметр ); расстояние от плоскости симметрии червячной передачи до торца прилива на корпусе редуктора, в отверстие которого запрессован стакан с двумя роликоподшипниками (см. конструктивную схему №1), мм: . (7.11) Здесь расстояние от оси червячного колеса до прилива на корпусе (гипотенуза прямоугольного треугольника с катетами и ), мм: , (7.12) где диаметр червячного колеса наибольший (см. раздел 7.1.1); радиальный зазор (см. раздел 7.1.2). расстояние от плоскости разъема корпуса редуктора до поверхности прилива по диаметру, мм: , (7.13) где межосевое расстояние червячной передачи (см. раздел 7.1.1). диаметр прилива, приравниваемый наружному диаметру крышки подшипникового узла [см. 3, стр. 68, параметр ]. Значение параметра определяем по величине наружного диаметра подшипника, за который условно принимаем посадочный диаметр стакана . Для определения воспользуемся рис. 7.4 и таблицей 7.6: Таблица 7.6
. (7.14) Значение из рекомендуемого таблицей 7.6 диапазона выбираем таким, чтобы величина получилась кратной 5. Например: = 85мм. Значение входит в диапазон (63…95) мм, для которого рекомендуется = (7…9)мм. Принимаем = 7, 5 мм, тогда = 85 + 2·7, 5 = 100 мм. Принимаем за наружный диаметр условного подшипника = 100 мм и для него по справочнику [3, стр. 70] находим параметры и : = 120 мм; = 145 мм. Таким образом, по конструктивной схеме №1: = = 120 мм; = = = 145 мм. Рис. 7.4. Стакан
Кроме того, для стакана определяем толщину буртика и толщину фланца , мм: ; . Значения и округляем до целых чисел. По формулам (7.13), (7.12) и (7.11) вычисляем значения , и . Значение округляем в бó льшую сторону до целого числа, после чего по формуле (7.10) вычисляем длину буртика . По диаметру для левой опоры входного вала производим выбор радиального однорядного шарикоподшипника ГОСТ 8338–75 [см.1, таблица 24.10, стр. 459] такой же серии, что и для роликоподшипников правой опоры. Для шарикоподшипника проверяем выполнение соотношения: , (7.15) где динамическая нагрузка на подшипник, Н; динамическая грузоподъемность шарикоподшипника, Н; для расшифровки параметров и см. пояснения к фор-муле (7.8). Для выбранного шарикоподшипника выполняем эскиз, указываем обозначение по ГОСТ и выписываем следующие данные: . Примечание. Пример обозначения подшипника серии диаметров 2 (легкой серии) при = 40 мм: «Подшипник 208 ГОСТ 8338–75». – длина буртика слева от червяка, т.е. расстояние от торца нарезанной части червяка до торца внутреннего кольца шарикоподшипника (торца буртика), мм: , (7.16) где см. формулу (7.10) или раздел 7.1.1; (4…5)мм – рекомендуемый размер установки шарикоподшипника относительно корпуса. расстояние от плоскости симметрии червячной передачи до поверхности прилива на корпусе редуктора, в котором установлен подшипник левой опоры, мм: , (7.17) где см. формулу (7.12). расстояние от плоскости разъема корпуса редуктора до поверхности прилива левой опоры, мм: , (7.18) где см. раздел 7.1.1; диаметр прилива, приравниваемый наружному диаметру крышки подшипникового узла [см. 3, стр. 66, 67 параметр ]. Значение параметра определяем по величине наружного диаметра шарико-подшипника . Например: = 85 мм. По справочнику [3, стр. 67] находим для = 85 мм параметр = 120 мм. По формулам (7.18) и (7.17) вычисляем значения и . Значение округляем в бó льшую сторону до целого числа, после чего по формуле (7.16) вычисляем длину буртика . Примечание. Значение конструктивной добавки (4…5)мм в формуле (7.16) следует выбрать так, чтобы величина получилась целым числом. Посадки, применяемые при установке входного вала: · посадка внутреннего кольца подшипника на вал – ø 45 k 6 (для = 45 мм); · посадка наружного кольца подшипника в отверстие стакана или в отверстие прилива на корпусе – ø 85 H 7 (для = 85 мм); · посадка стакана в отверстие прилива на корпусе под правую опору – ø 100 (для = 100 мм). 7.3. Конструкция промежуточного вала (индекс 2) Конструктивно промежуточный вал состоит из участков под опорные подшипники, участка под червячное колесо и участка под шестерню зубчатой передачи (см. конструктивную схему №1, разрез А-А). Предварительно оцениваем диаметр вала из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях. – диаметр вала под внутреннее кольцо подшипника, мм: , (7.19) где – вращающий момент на валу №2, (см. итоговую таблицу механических параметров в разделе 1.3, глава 1, книга 1); [ ]=18МПа – допускаемое касательное напряжение для промежуточного вала. Значение округляем в бό льшую сторону до ближайшей величины, кратной 5. По диаметру производим выбор конического роликоподшипника ГОСТ 27365–87 серии диаметров 2 (легкой серии) или серии диаметров 3 (средней серии) [см. 1, таблица 24.16, стр. 265]. Для выбора серии руководст-вуемся следующей рекомендацией: , (7.20) где – динамическая нагрузка на подшипник, Н; = 0, 5, =10/3 и = 7008 ч. – см. расшифровку параметров формулы (7.8); – частота вращения промежуточного вала №2 (см. итоговую таблицу механических параметров в разделе 1.3, глава 1, книга 1). суммарная радиальная нагрузка червячной и зубчатой передач, Н: . (7.21) суммарная осевая нагрузка передач, Н: , (7.22) где и – окружная, радиальная и осевая силы на червячном колесе, Н (см. раздел 3.8, глава 3, книга 1); и – окружная, радиальная и осевая силы в зубчатой передаче, Н (см. раздел 2.12, глава 2, книга 1); и – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, значения которых находим в зависимости от величины отношения по сравнению с коэффициентом осевого нагружения . Здесь = 1 (вращается внутреннее кольцо); ; : а) если , то принимаем , а берем из данных роликоподшипника; б) если , то принимаем и . Примечание. Параметры подшипника , и берем сначала для подшипника легкой, а затем средней серии с углом контакта α = 12…16º, последовательно добиваясь выполнения соотношения (7.20). Для выбранного подшипника указываем обозначение по ГОСТ и выписываем следующие данные: . Для обеспечения построения роликоподшипника на чертеже выполняем по рис. 7.3 расчет размеров элементов внутренней конструкции подшипника: . Примечания: 1. Размеры и определяем при построении на чертеже. 2. Пример обозначения роликоподшипника серии диаметров 3 (средней серии) при = 55 мм: «Подшипник 7311А ГОСТ 27365–87». Рис. 7.5
По конструктивной схеме №1 внутреннее кольцо роликоподшипника через распорную втулку поджимает ступицу червячного колеса к буртику на валу с диаметром (см. ниже). Вращающий момент от червячного колеса передается валу с помощью шпоночного соединения (см. рис. 7.5). – диаметр вала под червячное колесо, мм: (5…10), (7.23) Примечание. Конструктивную добавку (5…10) мм следует выбрать так, чтобы значение получилось кратным 2 или 5. Для диаметра по таблице 7.7 производим выбор призматической шпонки исполнения 1 (с закругленными краями) ГОСТ 23360–78 и выписываем для нее следующие параметры: ; ; ; ; . Рабочую длину шпонки рассчитываем из условия прочности на смятие, мм: , (7.24) где – см. расшифровку формулы (7.19); = 100 МПа – допускаемое напряжение смятия; и – параметры шпонки (см. выше). Находим длину шпонки, мм: . (7.25) Таблица 7.7.
Примечание. Размер брать из ряда: …32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200 … мм. Обозначение шпонки, имеющей =16мм, =10мм, 63 мм: «Шпонка ГОСТ 23360 –78». Полученное значение округляем в бó льшую сторону до ближайшей стандартной величины (см. «Примечание» к таблице 7.7). Пример обозначения шпонки – там же. Конструктивно червячное колесо, представленное на конструктивной схеме №1, состоит из стального центра и зубчатого венца, изготовленного в зависимости от скорости скольжения из оловянной или безоловянной бронзы [подробнее конструкцию червячных колес – см. 1, раздел 5.6]. длина ступицы червячного колеса, мм: , (7.26) где принятое (стандартное) значение длины шпонки, при этом для должны быть выдержаны соотношения (7.1), рекомендуемые в разделе 7.1.1: и =(0, 8…1, 5) . диаметр ступицы червячного колеса, мм: =(1, 5…1, 55) , (7.27) при этом бó льшие значения для шпоночного соединения колеса с валом. Примечание. Величина должна быть кратной 2 или 5 (см. пример в разделе 7.1.1). Остальные элементы червячных колес принимаем по рис. 5.17 [см. 1, стр. 77]. Далее на валу между червячным колесом и шестерней следует участок буртика, который служит упором для червячного колеса. диаметр буртика, мм: . (7.28) Для возможны два варианта значений: а) , где диаметр впадин зубьев шестерни (см. раздел 7.1.2). В этом случае нарезание зубьев шестерни происходит со свободным входом и выходом инструмента [см. 1, раздел 5.5, рис. 5.14, б ]. Диаметр
|