Методички / Конструирование деталей машин

			Б
	1	А
.Рис	T
.22
Элементы	5		№2 №2
сварного		А	Б
			5
			Н
корпуса	Н

B

C

		У	Н	B-B
У		3
		У
		4
		2
	НУ	6
				Б-Б
		А-A
		ГОСТ5264-80-Т1- 5
		6№1
8№2	ГОСТ5264-80-Т3-	5
		№1
	B
		У		ТУ
		Н

Фланцы сваривают из полос стыковыми швами С с разделкой кромок или вы-

резают из листа с последующей обработкой кромок. Фланцы к стенкам корпуса и крышки сваривают тавровыми соединениями Т. Вертикальные стенки и основа-

ние сваривают друг с другом угловыми соединениями У. Фланцы фундаментных болтов приваривают к днищу корпуса нахлёсточными соединениями Н. Размеры фланцев, платиков и других элементов следует принимать по п. 3.1.

Подшипниковые узлы нескольких подшипников могут быть выполнены заод-

но, как на рис. 22. Высоту подшипниковых призм принимают по размеру под-

шипниковой бобышки наибольшего подшипника литого корпуса. Для этого к радиусу подшипника D/2 прибавляют (2…2,5)dп, где dп – диаметр винтов накладных подшипниковых крышек (см. прил. Б). Такое же минимальное рас-

стояние назначают от подшипниковой расточки до края призмы. Под призмы делают выемки в стенках корпуса и крышки. Призмы к стенкам приваривают тавровыми и угловыми соединениями. Фланцы к призмам приваривают угло-

выми соединениями У.

Днище корпуса выполняют совместно с фланцами фундаментных болтов 5,

привариваемыми вдоль длинных сторон из листа прямоугольной формы нахлё-

сточными соединениями. Фланцы (платики) основания корпуса толщиной 1,5

приваривают с напуском, перекрывающий стенку на 2.

Конструктивные совпадения сварных и литых корпусов: 1)размеры фланцев и платиков назначают по размерам болтов;

2)размеры подшипниковых бобышек определяют по аналогичным соотношени-

ям; 3)размеры смотровых люков принимают максимально больших размеров;

4)крышки проектируют с наружными фланцами, плоской вершиной и треуголь-

ными захватами; 5)платики для контроля уровня и слива масла совмещают (на рис. 22 контроль

уровня масла осуществляют двумя верхними пробками).

Рёбра прямоугольной формы, поставленные под призмами, приваривают к ним, а также к стенкам и днищу тавровыми соединениями. Под тихоходными валами ставят по два ребра. На крышке ставят рёбра треугольной формы.

Сварку корпусных деталей выполняют всеми видами соединений: стыковыми,

нахлёсточными, тавровыми и угловыми. Все соединения, кроме стыкового, могут быть образованы стыковыми и угловыми швами. Стыковые соединения выполня-

ют стыковыми швами. Сварные швы на чертежах деталей изображают и обозна-

чают по ГОСТ 2.312. Линия-выноска заканчивается на шве детали односторонней стрелкой. Над полкой линии-выноски помещают условное обозначение со следу-

ющими элементами:

1) обозначение стандарта на типы и конструктивные элементы сварных соеди-

нений; например, ГОСТ 5264-80 регламентирует ручную дуговую сварку;

2) буквенно-цифровое обозначение шва по ГОСТ 5264-80; например, Н2 – двух-

стороннее нахлёсточное соединение, Т3 – непрерывный двухсторонний угловой шов таврового соединения, С7 – двухсторонний стыковой шов стыкового соеди-

нения;

3) знак и размер катета углового шва (в мм).

Обозначения одинаковых швов наносят только у одного изображения. При этом на линии-выноске обозначают количество одинаковых швов и порядковый номер.

На полках остальных одинаковых швов указывают только порядковый номер (см.

рис. 22 и раздел 7).

3.3. Азбука конструирования

1. Литые корпуса редукторов проектируют при серийном производстве, свар-

ные корпуса – при единичном и мелкосерийном.

2. Поверхности корпусных деталей, соприкасающиеся с другими деталями,

должны быть обработаны.

3.Ограничение обрабатываемой поверхности осуществляется проектированием фланцев, платиков, бобышек, цековок и т. п.

4.Толщину стенки корпуса и диаметры болтов определяют через крутящий мо-

мент на тихоходном валу.

5. Ширину фланцев и платиков принимают больше диаметра болтов приблизи-

тельно в 2,5 раза (К = 2,5dб). Болты размещают посередине фланца (С = 0,5К).

6.Глубина ввинчивания в стальной корпус h dб, чугунный корпус h 1,5 dб.

7.Смотровые отверстия проектируют максимально возможных размеров.

4. КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕДАЧ

4.1. Зубчатые колёса

При проектировании конструкции зубчатого колеса учитывают материал ко-

леса, его размер, технологию получения заготовки, зависящую от масштаба про-

изводства. При единичном и мелкосерийном производстве колёс с диаметром вершин da 150 мм их изготавливают из круглого проката или поковок. Шестерни малых размеров (da 200 мм) проектируют в виде сплошных цилиндрических дисков (рис. 23).

1	3

2

0

Рис. 23. Конструкция насадного колеса Зубчатое колесо дисковой конструкции состоит из зубьев 1 и диска 2. Для

снижения концентрации нагрузки торцы зубьев снабжают фасками 3 с координа-

той, равной модулю (c = m). Зубья и наружная часть диска составляют венец.

Расстояние от диаметра впадин до внутреннего отверстия колеса есть толщина обода δ0. При наличии шпоночного паза это есть расстояние до угла паза (см.

рис. 23).

0 2,5m 2 мм,

(21)

где т – модуль зацепления, мм (тп – для цилиндрических, тпт _ для конических,

тt – для червячных колёс).

При невозможности насадной конструкции проектируют вал-шестерню, один из вариантов которой приведен на рис. 24. Конструкция содержит шестерню 1,

нерабочие участки вала 2, шейки 3 и хвостовик 4 со шпоночным пазом 5.

3			2												1									2									3							4											5

Рис. 24. Вал-шестерня цилиндрическая

Во избежание перерасхода материала заготовки вал-шестерён со значитель-

ной разностью максимального и минимального диаметров целесообразно полу-

чать ковкой или штамповкой, а не в виде цилиндрического прутка.

Шестерню необходимо располагать рядом с опорой, более удалённой от хво-

стовика вала. Зубья, торцы колёс и шестерён и цилиндрические поверхности ва-

лов обрабатывают на металлорежущих станках.

Колесо (деталь с бóльшим числом зубьев) имеет «классическую» конструк-

цию: венец 1, диск 2 (или спицы) и ступицу 3 (рис. 25). Венец содержит зубья и обод. Толщину обода рассчитывают по формуле (21).

При серийном производстве колёса получают штамповкой или литьём. В этих случаях необработанные поверхности сохраняют коническую форму штампов и литейных форм. Конструкция штампованного колеса с диаметром da 500 мм изображена на рис. 25. Размеры ступицы принимают по формулам (14) и (15).

При серийном производстве желательно, чтобы длина ступицы была равна ши-

рине венца, что позволяет нарезать пакетом из нескольких колёс. Отношение дли-

ны ступицы к диаметру вала во всех случаях должно быть не менее 0,8. Это поз-

волит исключить на валу упорные бурты, увеличивающие диаметр заготовки вала.

	b	m x	45°
5
		0
1
	c		2
			3

a

0

в ст

d

d

d d

lст

4

d отв

Рис. 25. Штампованное колесо Штамповочные и формовочные уклоны принимают = 7... 12°, а радиусы за-

круглений – R 5 мм. Толщина диска с = (0,2...0,3)b (до 0,5b). Отверстия 4 в нём диаметром dотв = 15...25 мм предназначены не для облегчения веса, а для удобства изготовления (закрепления пакета заготовок на столе) и возможности снятия ко-

леса с валов съёмником. Фаски 5 на венце принимают равными модулю, они сни-

жают концентрации нагрузки.

В шевронных колёсах с разнесённым шевроном необходимо предусмотреть канавку для выхода червячной зуборезной фрезы шириной bк = 32...42 мм при т =

2...3 мм. При нарезании по методу копирования пальцевой модульной фрезой bк =

0 (жёсткий шеврон).

Колёса с размерами da > 500 мм проектируют литыми, сварными и бандажиро-

ванными (см. [6, 8]). Литая конструкция, в отличие от изображенной на рис. 25,

вместо диска содержит спицы: эллиптического сечения – в малонагруженных, кре-

стообразного и таврового – в средненагруженных, двутаврового – в тяжело-

нагруженных передачах.

В планетарных редукторах в колёсах с внутренними зубьями для выхода дол-

бяка и стружки необходимо предусмотреть канавки. Сателлиты необходимо про-

ектировать сплошными (рис. 23 без шпоночной канавки) с назначением макси-

мально возможного отверстия под наружное кольцо подшипника.

Бандажированная конструкция (стальной или чугунный колёсный центр и бронзовый или латунный насадной венец) типична для червячного колеса. Для предотвращения осевого взаимного смещения венца и центра на колесе создаётся упор, а в стыкуемые поверхности устанавливают винты либо болты с последую-

щим срезанием их выступающих частей. Рассчитанные элементы колёс округ-

ляют по ряду Ra 40 ГОСТ 6636 (прил. Г).

4.2. Шкивы

По конструкции шкивы отличаются от зубчатых колёс в основном формой обода. Ступица может располагаться симметрично и несимметрично относитель-

но обода, а её длина может быть меньше его ширины. Шкивы обычно отливают из чугуна (марок СЧ15, СЧ20), лёгких сплавов, изготавливают из неметалличе-

ских материалов, реже используют сварную конструкцию (из стали).

Шкивы для клиновых ремней (рис. 26) имеют на наружном диаметре канавки по ГОСТ 20899 [11]. Шкивы с расчётными диаметрами dp = 63... 100 мм выпол-

няют монолитными, точёными с выступающей односторонней ступицей или без неё. Шкивы с dp = 80...400 мм изготовляют с диском и ступицей. Шкивы с dp > 180

мм можно изготавливать со спицами. Размеры профиля клиновых канавок шкивов и ширину шкива принимают из [11].

Следует обратить внимание, что угол профиля канавок принимается мень-

шим или равным стандартному углу сечения клинового ремня 0 = 40° во избежа-

ние заклинивания ремня при выходе его из канавки. Шкивы на валах обычно

располагают консольно. Для разгрузки вала от изгибающего момента иногда

шкив устанавливают на разгрузочной втулке [8].

a	p
d d
	B
	lст

Рис. 26. Шкив клиноремённой передачи

4.3. Звёздочки

Конструкции звёздочек цепных передач отличаются от конструкций колёс, в

основном, формой профиля зуба. Размеры венца зависят от шага цепи рц, числа зубьев z, размеров цепи и других параметров. Размеры венца звёздочек роликовых цепей (пояснения к формулам см. ниже):

диаметр окружности впадин (рис. 27)

	di d 2r ;	(22)
диаметр проточки
D	p ctg(180 / z) 1,3h ;	(23)
c	ц
ширина зуба однорядной цепи
b 0,93Bвн 0,15 мм;		(24)
ширина зуба 2- и 3- рядной цепи
b 0,9Bвн 0,15 мм;		(25)
ширина венца
B (n 1)A b ;		(26)

радиус закругления зуба

R 1,7Dc ;	(27)
толщина обода
1,5(De dд ) ;	(28)
толщина диска
C (1,2...1,3) .	(29)
В формулах (22...29):
r – радиус впадины;
r 0,5025d1 0,05 мм;	(30)
d – делительный диаметр, мм;

d1 – диаметр ролика цепи, мм;

Ввн – расстояние между внутренними плоскостями пластин цепи, мм; n – число рядов цепи;

А – расстояние между осями симметрии многорядных цепей, мм; h – ширина пластины цепи, мм.

Размеры роликовых цепей приведены в [11].

	B
b	R1,6		b
	R		R1,6
	C	Dc di d de	Dc
			C
	A

pц r

de

i d

d

Рис. 27. Звёздочка роликовой цепи

5.ДОПУСКИ И ПОСАДКИ

5.1.Основные понятия и определения

При сборке сопрягаемых деталей, входящих одна в другую, различают охва-

тывающую поверхность (отверстие) и охватываемую (вал). Размер сопрягаемых поверхностей отверстия и вала носит общее название номинального размера со-

единения, который одинаков для отверстия и для вала. Его округляют до стан-

дартного значения по ГОСТ 6636 (Прил. Г) и проставляют на чертежах.

Обеспечить точно номинальный размер невозможно никакими технологиче-

скими приёмами. В подавляющем большинстве случаев в этом и нет необходимо-

сти. Действительный размер, получаемый обработкой и измеряемый специальным инструментом, должен находиться между предельными, ограниченными стандар-

том, размерами.

Разность между размерами отверстия и вала определяет посадку, т.е. харак-

тер соединения сопряжённых деталей, которая может быть с зазором, с натягом и переходной, допускающей как зазор, так и натяг.

Принята международная буквенно-цифровая система обозначений предель-

ных отклонений размеров от номинала (ГОСТ 25347). Отклонения а – h (для ва-

лов) и А – Н (для отверстий) предназначены для образования полей допусков и посадок с зазором; р – zс (Р – ZC) – для обеспечения гарантированного натяга

(прессового соединения); js, k, m, n (Js, К, М, N) дают переходные посадки.

На рис. 28 представлено соединение с зазором, где D = d – номинальный раз-

мер. Наибольший и наименьший предельные размеры определяют по зависимо-

сти: для отверстия

Dmax D ES;	Dmin D EI ;		(31)
для вала
dmax d ei;		dmin d es.	(32)