508
.pdf
d′ = 3 |
16 |
24,9 103 |
||
|
|
|
=17,2 ì ì . |
|
|
|
|
||
3 |
|
|
π 25 |
|
|
|
|
||
Диаметр хвостовика вала электродвигателя АИР112М2/2895 dхв = 32 мм (см. прил. Б). Диаметр хвостовика вала редуктора увеличен до d3′ = 26 мм для выполнения условия (177); приняты диа-
метры d2′ = 30 мм (диаметр шейки должен быть равен внутреннему диаметру подшипника, кратному 5 мм), диаметр головки d1′ = 36 мм. При среднем диаметре конической шестерни dm1 = 54,25 ì ì
принята конструкция вал – шестерня. Предварительно принятая конструкция вала изображена на рис. 28.
3 |
2 |
2 |
d |
d |
d |
Рис. 28. Конический вал – шестерня
81
Диаметр опасного сечения (головки) промежуточного вала II
d′′= 3 |
16 |
84 |
103 |
||
|
|
|
|
= 30,6 ì ì . |
|
|
|
|
|
||
1 |
|
|
π 15 |
||
|
|
|
|||
С целью унификации подшипников быстроходного и промежуточного валов принято: d1′′ = 36 мм; d2′′ = 30 мм. При диаметре вершин цилиндрической шестерни da1 = 69,57 ì ì для промежуточного вала также принята конструкция вал – шестерня (рис. 29).
2 |
|
2 |
d |
1 |
d |
|
d |
|
Рис. 29. Цилиндрический вал – шестерня
Диаметр гладкого вала III
d′′′= 3 |
16 |
226 103 |
||
|
|
|
= 42,5 ì ì . |
|
|
|
|
||
1 |
|
|
π 15 |
|
|
|
|
||
Принят d1′′′ = 45 мм. Принята конструкция вала, аналогичная изображённой на рис. 27.
18.ЭСКИЗНАЯ КОМПОНОВКА РЕДУКТОРА
18.1.Двухступенчатый цилиндрический редуктор
На стадии эскизного проекта выполняют эскизную компоновку редуктора для определения расстояний между линиями действия всех сил, необходимых для расчёта реакций опор и изгибающих моментов на валах. Также предварительно назначают подшипники, схемы их установки, конструкции валов и размеры отдельных элементов конструкции, выполняя таким образом предвари-
тельное конструирование.
Эскизная компоновка редуктора, выполненная на стандартном листе в компьютерном исполнении в масштабе 1:1, в дальнейшем используется в сборочном чертеже. Исходными данными компоновки являются: максимальный крутящий момент редуктора, межосевые расстояния, диаметры колёс, ширина колёс, диаметры валов, рассчитанные ориентировочным способом, и другие параметры, необходимые для выполнения эскиза.
На рис. 30 приведена эскизная компоновка двухступенчатого цилиндрического редуктора, которая принята базовой для выполнения компоновки редукторов других видов. На эскизе представлены накладные крышки подшипников, используемые с регулировочными прокладками. Второй вариант — врезные крышки, используемые с компенсаторными кольцами [11]. Принимают накладные крышки для сварных корпусов, врезные — для литых. Первую эскизную компоновку выполняют в следующей последовательности.
1. |
Вычерчивают оси валов, располагая их на межосевых расстояниях awб и awт. |
2. |
Вычерчивают контуры колёс с размерами da × b на расстоянии между торцами колёс 1 = |
0,5δ. Толщину стенки корпуса из чугунного литья, отвечающую требованиям технологии литейного производства и необходимых прочности и жёсткости, определяют по эмпирической зависимости
|
|
|
|
|
δ =1,4 |
4 T ≥ 7 мм, |
(178) |
||
|
òõ |
|
|
|
где Ттх — крутящий момент на тихоходном валу редуктора, Н м. Толщина стенок сварного корпуса
82
δсв = 0,8δ. |
(179) |
Толщина стенки крышки корпуса |
|
δ1 = 0,9δ ≥ 7 мм. |
(180) |
83
|
lк.б. |
|
|
|
|
|
b'1 |
3 |
δ |
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
b'2 |
|
1 |
b'' |
б |
|
|
||
B |
|
|
1 |
|
w |
|
|
||
a |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
lст1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
wт |
|
|
|
lк.т. |
a |
|
|
|
|
l1 |
|
l2 |
l3 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
lст2 |
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
b''2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 30. Эскизная компоновка |
|
|
|
двухступенчатого цилиндрического редуктора |
|
3. Намечают внутренние стенки редуктора, назначая расстояние от них до торцов колёс либо их ступиц 2 = 0,8δ и минимальное расстояние до венцов колёс 3 ≥ 1,25δ. При назначении ступицы колеса необходимо учитывать, что её длина lñò должна быть больше диаметра вала по рекомендации
lñò = (1,2...1,5)dâ |
(181) |
для обеспечения центрирования ступицы по цилиндрической поверхности. Есть и второй вариант
– центрирование по торцу заплечика. Диаметр ступицы назначают по соотношению
dñò = (1,5...1,8)dâ . |
(182) |
4.Вычерчивают валы с диаметрами и конструктивными решениями, принятыми в ориентировочном расчёте.
5.Назначают радиальные шарикоподшипники средней серии, одинаковые для обеих опор, и вы-
писывают размеры d × D × B × r; расстояние от внутренней стенки редуктора до торца подшипника следует принимать 4 = 2... 12 мм (большее значение — при наличии мазеудерживающего кольца).
6. Конструируют подшипниковый узел для определения размеров консоли. Ориентировочно длину консоли (расстояние от середины подшипника до середины ступицы) назначают:
— для быстроходного вала
lê.á = (2,2...2,5) d, |
(183) |
— для тихоходного |
|
lê.ò = (1,9...2,2) d, |
(184) |
84
где d = d2 — внутренний диаметр подшипника. В процессе второй эскизной компоновки длину консоли уточняют.
Расстояния между линиями действия сил l1 , l2 , l3 и реакций опор L определяют суммировани-
ем элементов либо измерением, принимая их для всех валов одинаковыми. Например, расстояние между опорами (пролёт) валов определяют по формуле
L = lñò1 + 0,5 (b1′′+ lcò2 ) + 1 + B + 2( 2 + 4 ). |
(185) |
18.2. Двухступенчатый цилиндрический соосный редуктор
Эскизная компоновка двухступенчатого цилиндрического соосного редуктора приведена на рис. 31. Основы компоновки изложены в п. 18.1. Особенностью конструкции является наличие опоры, общей для подшипников быстроходного и тихоходного валов, которые опираются на стенки корпуса редуктора и на внутреннюю опору.
|
3 |
|
|
L1 |
|
lк.б. |
b'1 |
lк.т. |
|
2 |
2 |
|
|
lст2 |
|
|
L3 |
B1 |
2 |
|
|
5 |
B3 |
|
|
|
w |
|
b''2 |
a |
b'2 |
|
B2 |
|
|
|
4 |
|
|
lст1 |
|
|
|
|
|
|
b''1 |
2 |
|
|
l1 |
l2 |
l3 |
|
3 |
|
|
δ |
|
|
L2 |
|
|
Рис. 31. Эскизная компоновка двухступенчатого соосного редуктора |
|
Компоновку выполняют в следующей последовательности.
1. Вычерчивают оси быстроходного и промежуточного валов, располагая их на межосевом расстоянии aw.
2. Вычерчивают контуры колёс и валов быстроходной ступени, назначая зазоры между элементами деталей по п. 18.1. Быстроходная шестерня расположена симметрично относительно опор.
3.Назначают для быстроходного вала радиальные шарикоподшипники средней серии и выписывают размеры d × D × B × r.
4.Вычерчивают контуры колёс, валов и подшипников тихоходной ступени, назначая зазоры по
п.18.1. Тихоходное колесо имеет симметричное расположение относительно опор. Расстояние
между торцами подшипников, размещённых в промежуточной опоре, следует принимать 5 = (0,7…1)δ .
5. Расстояния между линиями действия сил и реакций опор L1, L2 и L3 определяют суммированием элементов либо измерением. Например, расстояние между опорами промежуточного вала определяют по формуле
L2 = 0,5(lñò1 + b1′) + lcò 2 + 5 +1,5(B1 + Â3 ) + 4( 2 + 4 ) , (186)
85
где B1 и B3 — ширина подшипников быстроходного и тихоходного валов соответственно. 6. Длину консолей определяют по формулам (183) и (184).
18.3. Коническо-цилиндрический редуктор
Эскизная компоновка коническо-цилиндрического редуктора приведена на рис. 32. Компоновка редуктора имеет особенности, связанные с использованием радиально-упорных подшипников, когда расстояние между их серединами не совпадает с расстоянием между опорами вследствие угла контакта, и консольным расположением конической шестерни. Основы компоновки изложены в п. 18.1.
Компоновку выполняют в следующей последовательности.
1.Вычерчивают оси промежуточного и тихоходного валов, располагая их на межосевом расстоянии aw.
2.Перпендикулярно осям посередине листа проводят ось конической шестерни до пересечения
сосью промежуточного вала.
3.Вычерчивают коническую передачу. Из точки пересечения осей проводят образующие дели-
тельных конусов δ , на них откладывают внешнее конусное расстояние Re и ширину венцов b. Формируют конусы вершин и внешний торец конической шестерни с его переходом на заплечик для упора подшипника. Длину заплечика назначают исходя из возможности размещения лапок съёмника
подшипника ( 6 = 0,5 В), а диаметр — из возможности захвата лапками съёмника внутреннего кольца подшипника.
к.б. |
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
2 |
|
B |
T |
кш |
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
δ1 |
δ1 |
|
|
|
|
|
|
b''1 |
|
|
|
|
|
|
R |
e |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L2 |
|
B |
lст1 |
|
1 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
l1 |
l2 |
|
|
l3 |
|
w |
|
|
|
|
|
lк.т. |
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lст2 |
|
|
|
|
|
|
L3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
δ |
|
|
|
|
|
Рис. 32. Эскизная компоновка коническо-цилиндрического редуктора |
||||||
86
4.Вычерчивают валы с диаметрами и конструктивными решениями, принятыми в ориентировочном расчёте.
5.Назначают для быстроходного вала радиально-упорные подшипники средней серии (рекомендуются роликовые конические) и выписывают размеры:
d × D × B × Т × r.
6. Назначают схему расположения подшипников – «враспор» или «врастяжку». На рис. 32 представлена схема «враспор». Вследствие отклонения реакций опор на угол контакта α от направлений радиальных нагрузок точка приложения вектора реакции находится не посередине ширины В, а на расстоянии a от наружного торца подшипника:
a = |
T |
+ |
(d + D)e |
, |
(187) |
|
6 |
||||
2 |
|
|
|
||
где d — внутренний диаметр подшипника, мм; D — наружный диаметр подшипника, мм; Т — осевой габарит подшипника, мм; e — коэффициент осевого нагружения [11].
7.На середине ширины венца b находят среднее сечение и измеряют расстояние lкш от него до ближайшей точки 2 приложения реакции. Расстояние между точками приложения 1 и 2 реакций L1
=(1,4…2,3) lкш. Длину консоли lкб назначают по рекомендации (183).
8.На промежуточном валу вычерчивают контур конического колеса, назначая длину ступицы по рекомендации (181). Возможно несимметричное расположение ступицы относительно диска.
9. Назначают и откладывают от конического колеса зазоры 1 , 2 и 4 по п. 18.1 и контуры подшипника. В целях сокращения номенклатуры применяемых подшипников целесообразно для
промежуточного вала назначать такие же подшипники, что и для быстроходного вала (см. пример 17), и поставить их также «враспор». Измеряют расстояние L2 /2 от оси конической шестерни до середины подшипника. При проектировании симметричной конструкции корпуса целесообразно от оси до середины второго подшипника также назначить расстояние L2 /2.
87
10. Контуры цилиндрических колёс и зазоры назначают по п. 18.1 и в процессе второй эскизной компоновки уточняют. Для тихоходного вала назначают радиальные шарикоподшипники средней серии. Длину консоли lк.т назначают по рекомендации (184). Расстояния между линиями действия
сил l1 , l2 , l3 и реакций опор L2 и L3 определяют измерением элементов либо их суммированием аналогично формулам (185) и (186).
18.4. Червячный редуктор
Эскизная компоновка червячного редуктора приведена на рис. 33. Эскизы следует выполнять в двух проекциях. Основы компоновки изложены в п. 18.1. Особенностью конструкции является использование радиально-упорных подшипников и назначение расстояния между опорами червяка без учёта длины червяка.
Компоновку выполняют в следующей последовательности.
1.Вычерчивают оси быстроходного и тихоходного валов, располагая их на межосевом расстоянии aw.
2.Вычерчивают контуры червячного колеса, тихоходного вала, радиально-упорных роликоподшипников средней серии, поставленных «враспор», и зазоры по п. 18.1. Расстояние между ли-
ниями действия реакций опор L2 определяют измерением элементов, длину консоли — по формуле (183).
3.Вычерчивают контуры червяка, быстроходного вала, выполняемого обычно заодно с червяком, и проектируют подшипниковые узлы. На червяк действуют значительные осевые нагрузки, поэтому один из вариантов опор — радиально-упорные подшипники, поставленные «враспор». Другие варианты приведены в пособии [11].
4.Задают расстояние между серединами опор червяка по соотношению
L1 = daМ2 . |
(188) |
Длину консоли определяют по формуле (183).
88
3
|
|
|
|
|
к.б. |
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
d |
|
|
|
|
M |
|
|
||
2 |
d |
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
1 |
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
B
1 4
aw
|
2 |
|
|
B |
|
|
4 |
|
2 |
2 |
ст |
b |
l |
|
|
L |
|
2
lк.т.
Рис. 33. Эскизная компоновка червячного редуктора
18.5. Червячно-цилиндрический редуктор
Эскизная компоновка червячно-цилиндрического редуктора приведена на рис. 34. Эскизы следует выполнять в двух проекциях. Основы компоновки изложены в п. 18.1. Особенностями конструкции являются наличие внутренней опоры вала червяка и другие особенности, связанные с червячной передачей (см. п. 18.4).
89
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
' |
2 |
|
|
|
' a |
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
|
|
d2 |
|
|
|
|
|
d' |
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
M2 |
|
|
|
|
|
wб |
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
lк.б. |
|
|
|
|
|
П |
|
|
|
B1 |
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
2/2 |
|
|
|
|
δ |
D |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
d' |
|
|
|
|
b'1 |
|
|
|
|
|
L1 |
|
|
|
|
2/2 |
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
3 |
2 |
4 |
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
cт1 |
2 |
|
|
|
|
l |
b' |
|
3 |
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
3 |
|
2 |
|
1 |
|
|
l |
|
||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
L |
|
cт3 |
|
2 |
cт2 |
1 |
|
l |
|
b'' |
l |
b'' |
|
2 |
|
1 |
|
2 |
|
|
l |
|
||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
B |
|
|
к.т. |
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
awт |
|
|
|
Рис. 34. Эскизная компоновка червячно-цилиндрического редуктора |
||||
Компоновку выполняют в следующей последовательности. |
|||||
1.Вычерчивают оси быстроходного, промежуточного и тихоходного валов, располагая их на межосевых расстояниях awб и awт.
2.Вычерчивают контуры червяка и колёс, тихоходного вала, валов. Затем нужно поставить на них подшипники средней серии и назначить зазоры по пп. 18.1. и 18.4.
3. Зазор 2 между торцом червячного колеса и внутренней стенкой корпуса может быть увеличен, так как червяк расположен несимметрично относительно средней линии корпуса, ближе к одной из стенок. На внутренней опоре расположен подшипник червяка с наружным диаметром D. Толщина корпуса этой опоры D1 = D + 3δ. Поэтому минимальное расстояние от оси червяка до внутренней стенки составляет D1/2.
4. К наружной стенке редуктора привёртывается крышка подшипника с максимальным диаметром фланца Dп = D + 4,5dб, где dб — диаметр болтов привёртных (накладных) крышек; определяется по рекомендациям табл. 25.
Таблица 25
Рекомендуемые размеры болтов крышек в зависимости от наружного диаметра подшипника
Наружный диаметр подшипника D, мм |
Обозначение болта |
|
|
40…62 |
М6 |
62…95 |
М8 |
95…145 |
М10 |
145…220 |
М12 |
От оси червяка до внутренней стенки откладывают расстояние Dп/2. Окончательно зазор 2 назначают с учётом вышеприведенных рекомендаций.
5.Длину консолей определяют по формулам (183) и (184).
6.Расстояния между линиями действия сил и реакций опор L1, L2 и L3 определяют измерением элементов.
90