Материалы по Техн. механике / Лр ПМ / ЛР ИзучКонстрОпрПарамНагрСпосЦ2Редукторов

11

4. Обозначение редуктора

Условное обозначение редуктора должно включать обозначения передач, значения главного параметра, номинального передаточного отношения, обозначения варианта сборки редуктора и обозначение стандарта или ТУ, регламентирующего тип, основные параметры и размеры редуктора.

Пример условного обозначения:

редуктор Ц2У-160-40-12 КУ2 ГОСТ Р 50891-96 где Ц2У – тип редуктора – цилиндрический, двухступенчатый, узкий;

160 – межосевое расстояние тихоходной ступени, мм; 40 – номинальное передаточное отношение;

12 – вариант сборки; К – конический конец тихоходного вала;

У – климатическое исполнение; 2 – категория размещения.

Для редукторов серии РМ, используемых в лабораторной работе, есть некоторые отличия в обозначениях:

редуктор РМ250-40-12-У2, где РМ – тип редуктора; 250 – общее межосевое расстояние; далее позиции

аналогичные общепринятым обозначениям, рассмотренным выше.

Варианты сборки пояснены в таблице 1. Понятия климатического исполнения и категории размещения пояснены в табл.2.

Таблица 1.

Варианты сборки редукторов типа Ц2У (РМ)

На схемах в табл.1 входной вал изображен тонкой линией, выходной – утолщѐнной.

12

Таблица 2.

Климатическое исполнение и категория размещения

	Обозначение	Категория размещения	t° C - воздуха для
	климата		категории размещения
		1-открытый воздух
	У-умеренный	2-под навесом	-45o С …+40o С
		3-нерегулярно отапливаемое помеще-
	Т-тропический	ние
			-15o С …+50o С
	УХЛ-умеренно-	1-открытый воздух
	холодный	2-под навесом
		3-нерегулярно отапливаемое помеще-	+1o С …+45o С
		ние
		4-жилое помещение

5. Определение основных параметров редуктора

Кинематическая схема двухступенчатого цилиндрического редуктора представлена на рис. 7. Шестерня и колесо первой ступени обозначены z1 , z2 , второй ступени – z3 , z4 соответственно.

z4 Т z3

z2	z1	Б
	Рис. 7.

Первую ступень редуктора называют быстроходной (входной), вторую – тихоходной (выходной). На рис.7 Б – быстроходный входной вал редуктора, Т – тихоходный выходной вал редуктора. Передаточные числа ступеней серийно изготавливаемых редукторов выбирают из ряда нормативных передаточных чисел по ГОСТ 2185 (табл.3, 4).

Таблица 3

Значения передаточных чисел u одной ступени

	Ряд 1	1,00	1,25	1,6	2,0	2,5	3,15	4,0	5,0	6,3
u
	Ряд 2	1,12	1,4	1,8	2,24	2,8	3,55	4,5	5,6	7,1

Первый ряд следует предпочитать второму. Фактические значения передаточных чисел не должны отличаться от номинальных более, чем на 2,5% при u<4,5 и на 4% при u>4,5.

Таблица 4

Рекомендуемые значения общих передаточных чисел для двухступенчатых редукторов uРЕД .

			Ряд 1		6,3			8,0			10,0		12,5				16			20,0			25			31,5		40		50		63
uРЕД
			Ряд 2		----			7,1			9,0		11,2				14			18			22,4			28		35,5		45		56
	Межосевые расстояния передач редукторов aW также стандартизованы
для ограничения номенклатуры корпусных деталей (табл.5, 6).
																												Таблица 5.
								Значения межосевых расстояний aW
	Ряд											Межосевое расстояние aW мм
	1		40 50 63 80					100		125			160		200			250			315	400				500		630	800		1000
	2					71		90	112			140		180			224			280 355				410 450				560	600
																												Таблица 6.
					Рекомендуемые значения межосевых расстояний
								для двухступенчатых редукторов
					Для двухступенчатых несоосных редукторов aW мм
вх. ст				40		50		63 80 100					125		(140) 160						(180)			200 (225)
вых. ст.				63		80 100				125 160				200 (225)						250		(280)				315	(355)

В редукторе применяются косозубые цилиндрические передачи. Они получили преимущественное распространение т.к. по сравнению с прямозубыми имеют существенные достоинства: обладают большей нагрузочной способностью, ввиду многопарности зацепления, большей плавностью работы, меньшей шумностью.

У косозубых колѐс (см. рис. 8) зубья располагаются не по образующей делительного цилиндра, а составляют с ней некоторый угол β. Профиль косого зуба в нормальном сечении n-n совпадает с профилем прямого зуба.

Модуль в нормальном сечении – стандартный (табл. 7). В торцовом сечении t–t параметры косого зуба изменяются в зависимости от угла β :

14

	– окружной щаг pt	pn	,
		cos

	– окружной модуль mt		mn	,
			cos
	– делительный диаметр	d mt z			mn z
					cos

Индексы n и t приписывают параметрам в нормальном и торцовом сечении соответственно.

																				Рис. 8.
																						Таблица 7
			Значения модулей зубчатых колёс mn (1…10 мм)
Ряд										Модули mn, мм
1		1,0	1,25		1,5			2,0			2,5				3	4			5	6		8	10
2			1,125		1,375			1,75			2,25				2,75	3,5			4,5	5,5		7,0	9
	В косозубой передаче нормальную силу Fn (Рис.9) раскладывают на три
составляющие:
– окружную силу					Ft			2T2															(1)
									d2
– осевую силу Fa					Ft tg																		(2)
– радиальную силу					Fr	Ft tg W								Ft tg W									(3)
															cos
Нормальная сила					Fn				Ft						Ft								(4)
									cos W				(cos W cos )

15

Рис. 9. Силы, действующие в косозубой передаче.

Наличие в зацеплении осевых сил, которые дополнительно нагружают опоры валов, является недостатком косозубых колѐс.

Необходимые формулы для расчѐта кинематических и геометрических параметров передач редуктора приведены в таблице 13 приложения А. Нормальный модуль зацепления приближѐнно определяем, исходя из предположения, что зубчатые колѐса передач редуктора изготовлены без смещения инструмента и угол зацепления W 20 o .

Окружная скорость колеса, необходимая для оценки точности передач и назначения способа смазки зацеплений и подшипников:

	V	d		n d
		2		60 103	(5)
	окр

6. Точность зубчатых передач 6.1. Степени точности зубчатых колѐс и передач

Работоспособность зубчатых передач связана с погрешностями изготовления зубчатых колѐс и деталей корпусов, подшипников и валов, определяющих взаимное расположение колѐс в передаче. Точность зубчатых передач регламентируется стандартами. ГОСТ 1643 предусматривает 12 степеней точности зубчатых колес и передач, обозначенных в порядке убывания точности циф-

рами 3... 12.

16

					Таблица 8
		Степени точности зубчатых передач
Ст.		Окружная скорость			Примечания
точн.	Передачи	м/с,
		прямозубые		косозубые
6	Высоко-	до 20		до 35	Высокоскоростные переда-
	точные				чи, механизмы точной
					кинематической связи
7	Точные	до 15		до 25	Передачи при повышенных
					скоростях и умеренных
					нагрузках или наоборот
8	Средней	до 6		до 10	Передачи общего
	точности				машиностроения
9	Понижен-	до 2		до 3,5	Тихоходные передачи
	ной точ-				с пониженными требова-
	ности				ниями к точности

Каждая степень точности характеризуется тремя группами показателей – нормами кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев. Нормы контакта определяются относительными размерами пятна контакта, полученного в виде следов прилегания зубьев парного колеса после проворота под нагрузкой. Пятно контакта определяется относительными размерами в процентах (рис. 10) по длине и высоте зуба.

По длине зуба берется отношение расстояния а между крайними точками следов прилегания за вычетом разрывов с, превышающих величину модуля, к полной длине зуба, т.е.

	a c 100%	.
	b
	b
	a
	c
		m
		h
	p
	h
	Рис.10. Пятно контакта

17

По высоте зуба – отношение средней (по длине зуба) высоты следов прилегания hm к рабочей высоте зуба hp равной 2mn , т.е.

hm 100% . hp

Степень точности по нормам контакта зубьев определяется по таблице 9.

Таблица 9

Нормы контакта зубьев цилиндрических зубчатых колес (ГОСТ 1643)

	Степень	Относительный размер суммарного пятна контакта в %
	точности
		По высоте зубьев, не менее	По длине зубьев, не менее
	6	50	70
	7	45	60
	8	40	50
	9	30	40

6.2 Определение мгновенного пятна контакта

Протереть зубья, нанести на два зуба шестерни тонкий слой краски, повернуть рукой вал и по отпечаткам на зубьях колеса замерить размеры а, с, hm.

Вычислить относительные размеры пятна контакта и по таблице 9, определить соответствующую степень точности по нормам контакта.

6.3. Определение бокового зазора

Во избежание заклинивания зубьев в зацеплении должен быть гарантированный боковой зазор. Величина зазора регламентируется видом сопряжения зубчатых колѐс (рис. 11). Стандартом предусматривается 6 видов сопряжений: H – нулевой зазор; Е – малый зазор; C и D – уменьшенный зазор; B – нормальный зазор; A – увеличенный зазор. Сопряжение вида В гарантирует минимальный боковой зазор, при котором исключается заклинивание стальной или чугунной передачи от нагрева при разности температур колѐс и корпуса 25ºС. Боковой зазор в передаче характеризуется наименьшим гарантированным зазором в зацеплении jn min и допуском Tjn .

Установлено 8 видов допусков Tjn на боковой зазор: x, y, z, a, b, c, d, h. Видам сопряжений D, С, B и А рекомендуются для редукторов допуска на боковой зазор d, c, b и а.

	18
Видысопряжений	A B C D E H
	Допуски на
	боковые зазорыTjn
Гарантированные
боковые зазорыjn min
Нулевая линия

jn min=0

Рис. 11. Виды сопряжений и величины боковых зазоров

Точность изготовления зубчатых колѐс задаѐтся степенью точности, а требования к боковому зазору – видом сопряжения по нормам бокового зазора.

Порядок определения бокового зазора следующий:

Согнуть свинцовую проволоку диаметром 1... 1,5 мм в виде буквы П, смазать техническим вазелином, прокатать между зубьями, измерить микрометром толщину деформированных участков с двух сторон зуба. Сумма их составит боковой зазор.

По таблице 10 определить вид сопряжения и проставить его в таблице технической характеристики редуктора.

Таблица 10

Нормы бокового зазора цилиндрических передач по ГОСТ 1643.

	Межосевое				Вид сопряжения
			D	С	В		А
	расстояние, мм
				( jnm in - jnm ax ), мкм
	Св. 80 до 125		54 - 229	87 - 322	140 - 420		220 - 588
	Св. 125 до 180		63 - 273	100 - 380	160 - 485		250 - 670
	В таблице 10		jnm in - гарантированный боковой зазор;
	jn m ax		jn m in Tjn	- наибольший боковой зазор.

19

6.4 Назначение степени точности по нормам кинематической точности и плавности работы зубчатой передачи.

Вучебной лабораторной работе оценить количественно показатели кинематической точности и плавности передачи затруднительно. Поэтому нормы кинематической точности и плавности можно назначить, используя принцип комбинирования норм точности, предусмотренный стандартом. Комбинирование норм позволяет установить повышенную точность только тех параметров колѐс, которые важны для удовлетворения эксплуатационных требований конкретной передачи, остальные параметры можно выполнить по более грубым допускам. При комбинировании учитывают стандартные рекомендации, что нормы плавности работы колѐс и передач могут быть не более чем на две степени точнее или на одну степень грубее норм кинематической точности; нормы контакта зубьев можно назначать по любым степеням более точным, чем нормы плавности, а также на одну ступень грубее норм плавности. (см. таблицу 11.)

Назначить нормы кинематической точности и плавности работы по таблице.11.

Втехнической характеристике редуктора проставить степень точности передачи в следующем порядке: кинематическая точность; плавность работы контакт зубьев; боковой зазор. Например: 7-8-8-B ГОСТ 1643-81.

Таблица 11

Допускаемая стандартами область комбинирования норм кинематической, точности плавности работы и контакта зубьев

Номер степени точности

Кинематическая	Плавность работы	Контакт зубьев
точность
	N - 2	≤ (N-1)
N	N-1	≤ N
	N	≤ N+1
	N + 1	≤ (N+2)

7. Оценка нагрузочной способности редуктора

Номинальный вращающий момент на выходном валу является основной энергетической характеристикой редуктора. Его можно определить как допускаемый вращающий момент на тихоходном валу редуктора ТТ . Он определяется из условия сопротивления усталости материала зубьев тихоходной ступени редуктора по контактным напряжениям:

20

T	a2	b		u2	[				]2
	W		2Т	T				H
T		3	(uT 1)			3	KH
	Ka									,	(6)

где аW , b2Т – межосевое расстояние и ширина колеса тихоходной ступени даны в миллиметрах;

uT – передаточное число тихоходной ступени,
KHβ – коэффициент	неравномерности нагрузки по ширине венца, при-
нять равным 1,3 ;
Ка – коэффициент, учитывающий механические свойства материала		ко-
лѐс, форму сопряжѐнных поверхностей, влияние коэффициента торцевого		пе-

рекрытия (для косозубых колѐс Ка =430 (МПа)1/3 при этом ТТ получаем в [н·м]); [σН] – допускаемое контактное напряжение для материала зубчатых колѐс [МПа]. Для приближенного расчѐта можно принять [σН]=500МПа, если оба

колеса улучшенные и [σН] =800МПа, если оба – закалѐнные. Мощность на выходном валу редуктора:

PВЫХ = TT·ωT ,

(7)

где ωT – угловая скорость выходного тихоходного вала редуктора. Частоту вращения вала двигателя по указанию преподавателя принять nдв=950

об/мин (или 1450 об/мин)

Мощность на входном валу редуктора

РВХ		РВЫХ
	2		3	(8)
	ЗАЦ		ПОДШ

где ηЗАЦ =0,96…0,98 к.п.д. зубчатого зацепления цилиндрической передачи, ηПОЛШ = 0,99 к.п.д. пары подшипников качения.

8.Порядок выполнения работы

1.Произвести внешний осмотр редуктора.

2.Снять крышку, изучить внутреннее устройство редуктора (см. описание редуктора).

3.Вычертить кинематическую схему редуктора, пользуясь условными обозначениями по ГОСТ 2.770-81.

4.Произвести необходимые измерения габаритных, установочных и присоединительных размеров редуктора. Выполнить эскиз (по рис.12 ) и проставить на нѐм эти размеры,

5.Произвести необходимые измерения и вычислить основные параметры зубчатых передач редуктора (см. табл.13).

6.Определить нагрузочную способность редуктора, усилия в зацеплении и окружные скорости зубчатых колѐс (см. табл.13).