Изучение конструкций и определение основных

Параметров ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ РЕДУКТОРОВ

Цель работы: изучение конструкций цилиндрических зубчатых редукторов и порядка их сборки-разборки, определение основных параметров зубчатых передач редуктора.

Оборудование и инструменты: лабораторные образцы цилиндрических зубчатых редукторов, измерительная линейка, штангенциркуль, угломер.

Теоретические основы работы

Зубчатый редуктор – это механизм, состоящий из одной или нескольких зубчатых передач, заключённых в общий корпус, и предназначенный для уменьшения частоты вращения и увеличения крутящего момента при передаче движения от двигателя к исполнительному звену привода машины.

Необходимость механических передач в машинах обусловлена экономической целесообразностью согласования с их помощью режима работы двигателя, характеризующегося, обычно, большой частотой вращения его вала и малым вращающим моментом, с режимом работы исполнительного звена, имеющим, как правило, обратные характеристики.

К основным параметрам механических передач и редукторов, относятся: мощности и (кВт), вращающие моменты и (Нм), круговые частоты вращения и (мин ^-1), соответственно, на входном и выходном валах, передаточное отношение и коэффициент полезного действия .

В многоступенчатых передачах и редукторах общее передаточное отношение и суммарный КПД определяются произведением, соответственно, передаточных отношений и КПД их ступеней.

В зависимости от вида зубчатых передач, входящих в состав редукторов, различают цилиндрические, конические, волновые, планетарные и коническо-цилиндрические зубчатые редукторы.

Одна пара зубчатых колес редуктора, находящаяся в зацеплении, называется ступенью. При этом меньшее из колес – шестерня, а большее – колесо. В соответствии с числом ступеней редукторы подразделяют на одноступенчатые и многоступенчатые (двухступенчатые, трехступенчатые и т.д.).

1.1. Особенности конструкций корпусов

цилиндрических зубчатых редукторов

Среди зубчатых редукторов наибольшее распространение имеют цилиндрические зубчатые одно- и двухступенчатые редукторы. Внешний вид одного из них представлен на рис. 10.1.

Основным отличием редуктора от передачи является наличие корпуса, который служит опорой для валов с подшипниками и зубчатыми колесами, ограждает их от вредного влияния окружающей среды и позволяет организовать смазку трущихся элементов передачи: зубчатых колёс и подшипников.

 

Рис. 10.1. Внешний вид цилиндрического зубчатого

двухступенчатого редуктора

Корпус редуктора имеет сложную конфигурацию и изготавливается при серийном производстве литьём из серого чугуна или алюминиевых сплавов. При индивидуальном производстве корпус может быть выполнен в виде сварной конструкции из стальных листов разной толщины.

Для удобства монтажа корпус обычно имеет, горизонтальную плоскость разъёма, т.е. состоит из двух частей: нижней, называемой основанием корпуса 1 или его картерной частью, и верхней, называемой крышкой корпуса 2.

На корпусе редуктора имеются следующие специальные приливы:

· поясок или фланец 3 для крепления крышки корпуса к его основанию,

· лапы 4 для установки редуктора на опорную раму или плиту,

· бобышки 5 или гнезда для установки в корпус валов с подшипниками,

· верхние 6 и нижние 7 проушины для подъёма и транспортировки редуктора или его корпусных деталей,

· ребра 8 для увеличения жесткости корпуса редуктора.

Для заливки масла в редуктор и периодического контроля состояния зубчатых колес в корпусе есть смотровой люк с крышкой 9. Для слива отработанного масла в нижней части основания корпуса предусмотрено отверстие, закрываемое пробкой 10. Уровень масла в редукторе контролируется с помощью маслоуказателя 11, в данном случае жезлового типа.

Кинематическая схема редуктора, изображенного на рис. 10.1, приведена на рис. 10.2.

Рис. 10.2. Кинематическая схема цилиндрического двухступенчатого

зубчатого редуктора

1.2. Порядок сборки (монтажа) редуктора

Сборка редуктора осуществляется в следующем порядке. Сначала на валы редуктора надеваются цилиндрические зубчатые колеса, подшипники и крышки подшипников, если они являются закладными. Далее на основание корпуса 1 (рис. 10.1) устанавливаются все валы (входной 12, выходной 13 и, если имеются, промежуточные) с насаженными на них колесами, подшипниками и закладными крышками подшипников 14. Редуктор закрывают крышкой 2, которую привертывают к основанию корпуса болтами 15, установленными с зазором. Проверяют вращение валов от руки. Забивают штифты 16, препятствующие сдвигу крышки корпуса относительно его картерной части. Если крышки подшипников привёртные, а не закладные, то их крепят винтами к корпусу. Завинчивают маслосливную пробку. Через смотровой люк 9 заливают масло. Уровень масла должен быть таким, чтобы меньшее колесо было погружено в масло на высоту зуба. Закрепляют смотровую крышку винтами 17. Для предотвращения подтеканий масла из редуктора в крышки подшипников, через которые проходят валы, предварительно вставляют уплотнения, маслосливную пробку крепят через прокладку, а фланец редуктора и место крепления смотрового люка при сборке редуктора покрывают тонким слоем герметика. Сборка закончена, редуктор готов к работе.

1.3. Геометрия и кинематика цилиндрических зубчатых передач

с внешним зацеплением

Работа цилиндрических зубчатых передач основана на зацеплении зубьев, нарезанных на цилиндрических поверхностях колес, имеющих форму плоских цилиндров с параллельными осями вращения (рис. 10.3).В зависимости от расположения зубьев на боковых поверхностях колес передачи делятся на косозубые, в которых угол наклона зуба к оси колеса , и прямозубые, для которых .

Рис. 10.3 Схема цилиндрической зубчатой передачи

Основным геометрическим параметром зубчатого зацепления является модуль , величина которого равна отношению шага зубьев к числу . Различают торцевой модуль , где шаг измеряется по торцу колеса, и нормальный модуль . Величина последнего стандартизована.

К числу остальных геометрических характеристик передач относятся: межосевое расстояние , делительные диаметры шестерни и колеса и , диаметры окружностей выступов зубьев колёс и , диаметры окружностей впадин зубьев и , значения ширины колёс и , зазор в зацеплении .

Главной кинематической характеристикой передачи является передаточное число , где и – числа зубьев шестерни и колеса, а и – круговые частоты их вращения.

Порядок выполнения работы

1. Изучают теоретические основы работы.

2. Изучают конструкцию редуктора, указанного преподавателем в качестве объекта исследований.

3. Определяют и зарисовывают кинематическую схему редуктора.

4. С помощью измерительных инструментов выполняют опытные замеры ряда геометрических характеристик цилиндрических зубчатых передач исследуемого редутора и записывают результаты замеров в табл. 10.1.

Таблица 10.1

Параметры передач редуктора, определённые опытным путём

Наименование параметра	1 ступень	2 ступень
шестерня	колесо	шестерня	колесо
Число зубьев колёс	z 1 =	z 2 =	z 3 =	z 4 =
Ширина колеса, мм	b 1 =	b 2 =	b 3 =	b 4 =
Наружный диаметр, мм	da 1 =	–	da 3 =	–
Угол наклона зубьев, град
Межосевое расстояние, мм	aw 1 =	aw 2 =

5. Остальные геометрические и кинематические характеристики передач редуктора определяют расчётным путем, используя известные формулы [1], и сводят результаты расчётов в табл. 10.2.

Таблица 10.2

Параметры передач редуктора, определенные расчётным путём

Наименование параметра	Формула	1 ступень	2 ступень
шестерня	колесо	шестерня	колесо
Модуль зацепления нормальный, мм			–		–
Расчетные значения модулей округляют до стандартных значений из ряда: 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5; 2,75; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 … 10.
по стандарту
Модуль торцевой, мм
Делительный диаметр, мм
Диаметр окружности выступов, мм
Диаметр окружности впадин, мм
Передаточное число ступеней		u 1 =	u 2 =
Передаточное число редуктора
Межосевое расстояние редуктора, мм
Коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния
Коэффициент ширины колеса относительно модуля
Коэффициент ширины шестерни относительно ее диаметра
Примечания: , , , – для 1 (быстроходной) ступени; , , , - для 2 (тихоходной) ступени.

Выводы

В выводах указывают основные результаты работы, сравнивают полученные результаты с данными учебной литературы [1, 2], дают оценку корректности проведённых исследований.

4. Контрольные вопросы

1. Каково назначение цилиндрического зубчатого редуктора?

2. В чем заключаются достоинства цилиндрических зубчатых передач?

3. Какие конструктивные особенности имеет корпус цилиндрического зубчатого редуктора

4. Что является главным геометрическим параметром цилиндрической зубчатой передачи?

5. Как называются модули в сечении, нормальном к оси зубчатого колеса, и в сечении, нормальном к линии зуба колеса.

6. Как в цилиндрической зубчатой передаче определить величину нормального модуля зацепления?

7. Что является главным кинематическим параметром цилиндрической зубчатой передачи?

8. Как определить передаточное отношение цилиндрической зубчатой передачи?

9. Как осуществляется сборка редуктора?

10. Каким образом осуществляется смазка зубчатых зацеплений и подшипников в редукторе?

 

Лабораторная работа № 11