Детали машин и основы конструирования

тые валы рис. 9.1.

Рис. 9.1. Конструкция ступенчатого вала

Полученные значения диаметров должны быть округлены по ГОСТ 6639 до ближайшего из ряда диаметров: 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;

48; 50; 52; 55; 60; 63; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 105; 110; 120 и т.д.

В конкретном случае некоторые участки могут отсутствовать, однако соотношение диаметров сохраняются (см. табл. 9.1).

Таблица 9.1

Определение диаметров участков вала

	Диаметр вала	Входной и выходной		Промежуточный
		вал, мм		вал, мм
d1 – выходного конца		формула 9.1		-
d2	– под уплотнение	d1	+ (5-10)	-
d3	– под внутреннее	d2	+ (2-10)	d4 - (5–10)
кольцо подшипника		При d3 ≥20 значение		должно быть кратным 5
d4	– под насаживае-	d3	+ (5-10)	формула 9.1
мую деталь
d5	– буртика		d4 + (5–10)

9.2. Предварительный выбор подшипников

Тип подшипников (радиальный, радиально-упорный, упорный) выбирается в зависимости от величины, направления и соотношения сил, действующих на опоры, характера нагрузок, частоты вращения вала и требуемого срока службы.

Рекомендации по выбору типа подшипников для редукторов общего назначения даны в таблице 9.2.

		Таблица 9.2
		Определение типа подшипника
	Отношение сил
	в зацеплении	Тип подшипника
	Fa/Fr
	до 0.3	шариковый радиальный (приложение 1, табл.1)
	св. 0.3 до 0.7	шариковый радиально-упорный
		(приложение 1, табл. 2)
	св. 0.7	роликовый радиально упорный
		(приложение 1, табл. 3)

Примечание. 1. Предварительно принимаются подшипники средней серии.

2. Для радиально упорных подшипников принимать меньший угол (α) для меньшего отношения. 3. В червячных передачах при расстоянии между опорами червяка L > 3df (диаметр впадин червяка)рекомендуется одну опору выполнять фиксирующей с установкой радиально-упорных подшипников, а вторую «плавающей» с установкой радиального шарикового или роликового подшипника.

Для предварительно выбранного подшипника находят условное обозначение, диаметр наружного кольца, ширину, динамическую и статическую грузоподъемность выбранного подшипника.

9.3. Расчет и конструирование основных элементов редуктора

Корпус редуктора (рис. 9.2) предназначен для размещения в нем деталей передачи, обеспечения смазки, восприятия усилий, возникающих при работе, а также для предохранения деталей от повреждений и загрязнений.

Наиболее распространенным материалом для литых корпусов является серый чугун (например, СЧ15). Реже применяются стальные сваренные либо литые корпуса (в основном при высоких динамических нагрузках).

Редукторы общего назначения для удобства сборки и разборки конструируют разъемными. Плоскость разъема проходит, как правило, через оси валов параллельно плоскости основания. В этом случае каждый вал редуктора со всеми расположенными на нем деталей

Рис. 9.2. Корпус редуктора

представляет собой самостоятельную сборочную единицу, которую собирают и контролируют заранее независимо от других валов и затем монтируют в корпусе.

Косой разъем (непараллельный плоскости основания) выполняют при большой разнице диаметров колес различных ступеней для снижения габаритов и массы корпуса и улучшения условий смазки путем погружения колес всех ступеней в масляную ванну.

Корпус редуктора должен быть достаточно прочным и жестким, так как его деформации могут вызвать перекос валов и нарушить зацепление зубчатых колес, что может привести к повышенному износу и даже поломке зубьев. Увеличение жесткости достигается ребрами к приливам (бобышкам) под подшипники. Дно корпуса выполняют наклонным (10−20) в сторону сливного отверстия.

В крышке корпуса для заливки масла, контроля сборки и осмотра редуктора при эксплуатации предусматривают смотровое окно. Оно располагается в местах, удобных для осмотра зацепления. Размеры окна должны обеспечивать хороший обзор зацепления. Форма отверстия может быть прямоугольной, круглой или овальной. Смотровое окно закрывают крышкой с отдушиной (рис. 9.3).

Рис.9.3. Крышки смотровых отверстий

Таблица 9.3

Ориентировочные размеры крышек смотровых отверстий, мм

А	А1	А2	А3	В	В1	В2	d4	Z4
150	175	100	-	125	100	75	М6	4
200	175	150	-	150	125	100	М6	4
260	230	200	130	210	180	150	М8	6

Для подъема и транспортировки крышки, основания корпуса и собранного редуктора предусматривают крючья (рис. 9.4 б), проушины (рис.9.4 а, в, г) или рым-болты (рис. 9.5, табл. 9.4).

Рис. 9.4. Элементы корпуса для подъема и транспортировки редуктора

Рис. 9.5. Рым-болты

Таблица 9.4

Размеры рым-болтов, мм

d		M8	M10	M12		M16			M20		M24		M30		M36	M42	M48
d1		36	45	54		63			72		90	108			126	144	162
d2		20	25	30		35			40		50	60			70	80	90
d3		8	10	12		14			16		20	24			28	32	38
d4		20	25	30		36			40		50	63			75	85	95
h		12	16	18		20			24		29	37			43	50	52
h1		6	8	10		12			14		16	18			22	25	30
b		10	12	14		16			19		24	28			32	38	42
L		18	21	25		32			38		45	55			63	72	82
L1		12	15	19		25			29		35	44			51	58	68
d5		13	15	17		22			28		32	38			45	52	60
h2		5	6	6		7			9		10	11			12	14	17
L2		19	22	26		33			39		47	57			65	74	84
min
Q1		120	200	300		550			850		1250	2000			3000	4000	5000
Q2		160	250	350		500			650		1000	1400			2000	2600	3300
	Примечание. Q1 – грузоподъемность на один рым-болт, кН; Q2 - грузоподъ-
емность на два рым-болта, кН.
	Масса редуктора определяется по формуле:
	•	цилиндрического и конического m =											ϕρV	,
												109
	•	червячного m = ϕρd1						πd2
							4 109

где φ – коэффициент заполнения, определяемый по формуле

•цилиндрического ϕ = −0,0918ln(aw ) + 0,8832

•конического ϕ = −0,1067 ln(Re ) + 0,9653

•червячного ϕ = −3,2587 ln(d2 ) + 24,495

aw – межосевое расстояния aw, мм; Re – внешнее конусное расстояние, мм; d2 – делительный диаметр червячного колеса, мм;

ρ – плотность чугуна, ρ=7300 кг/м3;

V – условный объем редуктора определяемый по формуле

V = LBH ,

L, B, H – длина, ширина и высота редуктора, мм; d1 – делительный диаметр червяка, мм.

Взаимное положение основания корпуса и крышки фиксируют двумя коническими штифтами, которые устанавливают до расточки отверстий под подшипники. Эти штифты точно фиксируют относительное положение деталей корпуса при чистовой расточке отверстий под наружное кольцо подшипника или стакана и последующих сборках.

В нижней части основания корпуса предусматривают маслосливное отверстие, закрываемое резьбовой пробкой и отверстие для установки маслоуказателя (разновидности и размеры отверстий, а также пробок и маслоуказателей см. в п. 13)

Габариты и форма редуктора определяется числом и размерами зубчатых колес, заключенных в корпус, положением плоскости разъема и расположением валов.

Размеры элементов корпуса из чугунного литья определяют по соотношениям приведенных в табл. 9.5 и на рис. 9.2

Таблица 9.5

Основные соотношения размеров элементов корпуса редуктора

Наименование элементов	Обозна-	Ориентировочные соотноше-
корпуса	чение	ния (размеры, мм)
1. Толщина стенок редуктора:		Во всех случаях δ и δ1 >=7 мм
одноступенчатого цилинд-	δ; δ1	δ = 0, 025aw+1; δ1 = 0,02aw+1,
рического		где aw− межосевое расстояние
одноступенчатого кониче-		δ = 0, 05Re+1; δ1 = 0,04Re+1,
		где Re− внешнее конусное рас-
ского
		стояние

Продолжение табл. 9.5.

Наименование элементов

Ориентировочные соотноше-

Обозна-

корпуса

чение

ния (размеры, мм)

одноступенчатого червяч-

δ = 0, 04aw+2; δ1 = 0,032aw+2;

ного

двухступенчатого

δ = 0,025awт+3,

awт − межосевое расстояние

тихоходной ступени

Глубина корпуса должна обес-

2. Глубина корпуса редукто-

печивать необходимый объем

ра (ориентировочно):

заливаемого масла V=(0,4−0,8)

л/кВт (картерная смазка)

для одноступенчатого

Н

Н = aw

для многоступенчатого

Н = awт

для червячного с нижним

H ≥ da 1

+ 6 m

расположением червяка

2

для червячного с верхним

H ≥ dam 2

+ 6 m

расположением червяка

2

3. Размеры сопряжений

Толщина стенок, мм

8-15

15-20

20-25

расстояние от стенки

X

2-3

4

5

расстояние от фланца

Y

15

20

25

радиус закругления

R

5

5

5

высота просвета

h

4

6

8

Полученные

значения

диамет-

4. Диаметры болтов:

ров округлить до ближайших

стандартных

фундаментных

dф

dф= 0,036aw + 12, мм

dф= 0,072Re + 12, мм

соединяющих крышку кор-

пуса с основанием редуктора:

а) у подшипников

d1

d1= 0,75 dф

б) прочих

d2

d2= (0,5−0.6) dф

крепящих крышку под-

d3

d3= (0,4−0.5) dф

шипников с корпусом

										Продолжение табл. 9.5.
	Наименование элементов		Обозна-		Ориентировочные соотноше-
	корпуса		чение				ния (размеры, мм)
	крепящих смотровую крыш-		d4					d4= (0,3−0.4) dф
	ку
					n =		M + N				; но не менее 4
					ф		200 300
	5. Количество фундамент-		nФ
	ных болтов				M и N − размеры основания
					корпуса (определяют при эс-
					кизной компоновке редуктора)
	6. Размеры элементов флан-							Диаметр болта
	цев:				М8		М10			М12		М16	М20				М24
	ширина фланца		Кi		24		28			33		39		48			54
	расстояние от оси болта до		Ci		13		15			18		21		25			27
	стенки
	диаметр отверстия под		do		9		11			13		17		22			26
	болт
	диаметр планировки		Do		17		20			26		32		38			45
	радиус закругления		R		3		3			4		5		5			8
	7. Размеры элементов под-
	шипниковых гнезд.
	Диаметр расточки		D		Принимают равным наружно-
					му диаметру подшипника или
					стакана
	Диаметр оси установки бол-
	тов		D1		}		См. табл. 12.1
	Наружный диаметр фланца		D2
	Длина гнезда подшипника						lп=δ+К1+(3–5 мм);
					Диаметр расточки D мм
					47-62				68-80			85-100			100-140
	Количество болтов для кре-		n3		4				4			6				6
	пления крышки подшипника
	Диаметр болтов		d3		М8				М10			М10				М12
	Глубина завинчивания		l		12				15			15				18
	Глубина нарезания резьбы		l1		20				24			24				30
	Глубина сверления		l2		24				28			28				34