1.6. Разработка проекта конструкции узла редуктора (рис.6)

При выполнении прочностных и геометрических расчётов передач были использованы некоторые ограничения, обусловленные взаимодействием деталей в составе целостной системы – редуктора. Это условия сборки передач, соотношения геометрических характеристик шестерни и зубчатого колеса, требования технологической сборки деталей, устанавливаемых на валах, зависимость контактных напряжений от схемы размещения передач относительно опор валов и т.п. Значения размеров деталей, полученные предварительно в результате этих расчётов, должны быть взаимно согласованы так, чтобы обеспечивались функционирование объекта и возможность его изготовления. Процесс «создания целого из частей» называют компоновкой. Заметим, что основные характеристик этих частей определяли исходя из представления о том, что они являются частью будущего целого.

Геометрическое согласование размеров деталей является основной задачей разработки эскизного проекта любой конструкции. Однако эскиз – это только набросок, предварительное изображение. Поэтому без указания частностей он должен создать представление об объекте, достаточное для дальнейшего уточнения его составляющих и воплощения объекта в материале. При разработке эскизного проекта конструкции узла редуктора уточняются диаметры валов, определяются расстояния между опорами и зубчатыми колёсами, необходимые для проверочного расчёта подшипников выходного вала редуктора, проверяются условия технологии сборки деталей, устанавливаемых на валах.

Основным способ геометрического согласования является построение и анализ размерных цепей. Размерные цепи – это ряд линейных (или угловых) размеров, расположенных в определённой последовательности по замкнутому контуру порядке и определяющих взаимное расположение поверхностей детали, деталей в узле или узлов в механизме. Так, условия сборки п.1.4.4 отражают требование замкнутости размерной цепи, составленной из конкретных значений размеров a_т = 0,5D_п1+ 0,5D_п2 + 2g или размеров a_т = 0,5d_а2б + 0,5 d*+ с_о или размеров 0,5d_1т+ 0,5d_2т= 0,5D_п1+ 0,5D_п2 + 2g. (Здесь контуры размерной цепи – это прямоугольники, составленные из указанных размеров и осей зубчатых колёс, рис.3, а).

б)

а)

Контур внутренней полости редуктора

Рис.3. К Определению размерных цепей

В качестве примера укажем также некоторые размерные цепи проектируемого узла редуктора (рис.3, б):

1) l_в = q+ b_пр+ q; 2) l_в, = q+ G + b_т+ c + q; 3) b_пр = G + b_т + c.

Рекомендуется по чертежу редуктора-прототипа определять, в состав какой размерной цепи должен включаться данный размер детали, и в дальнейшем учитывать это при разработке эскизного проекта конструкции.

Рекомендуемая последовательность компоновки:

1) разработайте эскиз выходного вала (см. пример 1), назначив произвольно длины всех участков вала, кроме участка для установки зубчатого колеса, длина которого принимается предварительно равной (1 …1,2) диаметра вала под ступицей зубчатого колеса; внешний диаметр ступицы d_ст = (1,5 … 1,55) диаметра вала под ступицей;

2) нанесите контур зубчатого колеса тихоходной передачи согласно размерам d_2т и b_т;

3) на расстоянии с  10 мм от торца ступицы проведите прямую линию параллельно торцу ступицы; эта линия – граница внутренней полости корпуса редуктора;

4) на расстоянии q (3 … 5) мм от границы внутренней полости корпуса редуктора начертите внешний контур подшипника выходного вала согласно его размерам;

5) на расстоянии а_т от оси выходного вала проведите ось промежуточного вала;

6) на расстоянии q (3 … 5) мм от границы внутренней полости корпуса редуктора начертите внешний контур подшипника промежуточного вала;

7) нанесите контур шестерни тихоходной передачи согласно размерам d_1т и b_1т  1,07 b_т

8) начертите контур венца зубчатого колеса быстроходной пары согласно размерам d_а2т и b_б так, чтобы минимальное расстояние от этого контура до контура выходного вала было не менее с_о = (0,3 … 0,5)с;

9) определите диаметр участка промежуточного вала для установки зубчатого колеса (см. разработку эскиза вала примера 1);

10) по диаметру этого участка вала назначьте его длину и укажите положение контура ступицы зубчатого колеса быстроходной пары;

11) на расстоянии с  10 мм от торца этой ступицы проведите прямую линию параллельно торцу ступицы; эта линия – граница внутренней полости корпуса редуктора; так определится размер b_пр( рис.3, б);

12) укажите контур подшипника промежуточного вала, затем контур подшипника выходного вала; в результате определится размер вала l_в.

Ширина фланца корпуса редуктора для соединения с фланцем крышки редуктора принимается равной К_ф  2,5d_б +  + (2 … 3) мм, где  – толщина стенки корпуса из чугуна принимается в зависимости от момента на выходном валу:

 = 1,2 Т_им^1/4 мм  6 мм, где Т_им в Нм.

Поверхность установки крышек подшипников находится на расстоянии, равном К_ф + (2 … 3) мм от поверхности внутренней полости корпуса редуктора. Буртик, фиксирующий осевое положение ступицы муфты на выходном валу, расположен на расстоянии от плоскости установки крышек, равном или больше с + h₂, где h₂ – толщина фланца крышки подшипника (таблица 6). Длина участка вала для установки муфты должна быть меньше длины муфты и зависит от способа фиксации муфты на валу.

Таблица 6

Параметры накладных крышек подшипниковых узлов

Внешний диаметр подшипника Dп	50 ... 62	63 ... 95	100 ... 145
Толщина стенки крышки h, мм	5	6	7
Диаметр винта	М6	М8	М10
Толщина фланца крышки h2, мм	6	8	10
Число винтов z	4	4	6

На этом эскизный проект конструкции узла завершён.