Изучение конструкции и назначения редуктора

1) Убедитесь, что редуктор закреплен на стойке и собран: крышка закрыта и закреплена болтами.

2) Возьмитесь одной рукой за быстроходный (меньший по диаметру) вал, другой за тихоходный. Вращая на 0,3…0,6 оборота один из валов, а другой удерживая неподвижно, убедитесь, что прикладывая момент к быстроходному валу, вы не можете удержать тихоходный и, наоборот, удерживая быстроходный вал, вы не можете провернуть тихоходный. Это говорит о том, что редуктор – это механизм, предназначенный для увеличения вращающего момента.

3) Отметив мелом, положение тихоходного вала, поверните быстроходный столько раз, сколько необходимо для полного оборота тихоходного. Полученное число будет ориентировочно равно передаточному числу редуктора. Таким образом, вы убедитесь, что редуктор – это механизм, служащий для уменьшения частоты вращения.

Рычаг Архимеда дает выигрыш в силе, но проигрыш в расстоянии. Редуктор – это то же самое, но для вращательного движения; он дает выигрыш в моменте, но проигрыш в частоте вращения.

Необходимость редукторов обусловлена тем, что рабочие органы машин обычно требуют больших моментов при малых частотах вращения, а двигатели обычно имеют большие частоты вращения при малых моментах. Редуктор выполняет роль согласующего элемента между двигателем и рабочим валом машины.

5) Частично разберите редуктор. Для этого открутите и снимите болты крепления крышки корпуса с основанием. Винты крепления крышек подшипников ослабьте, и полностью вывинтите те из них, которые установлены в крышку корпуса. Снимите крышку корпуса.

6) Осмотрите редуктор при снятой крышке. Медленно вращая быстроходный вал, изучите принцип зацепления конических колес.

 

Определение параметров зацепления

1) Измерьте высоту зуба на внешней стороне h (рисунок 11) и ориентировочно определите внешний окружной модуль m_te (мм) по формуле (3).Полученное значение округлите до стандартного по ГОСТ9563-60 (стр. 19).

2) Отметив мелом по одному зубу на шестерне и колесе, вращая их, посчитайте числа зубьев шестерни Z₁ и колеса Z₂. Исходя из полученных значений чисел зубьев, рассчитайте значение передаточного числа u по формуле (1).

3) Измерьте внешние диаметры вершин зубьев шестерни d_ae1 и колеса d_ae2 и ширину зубчатого венца колеса b.

4) Определите углы делительных конусов шестерни δ₁ и колеса δ₂ по формулам (2).

5) Рассчитайте значения внешних делительных диаметров шестерни d_e1 и колеса d_e2 по формулам (4) и сравните значение d_e2 со стандартным по ГОСТ 12289-76 (стр. 18).

6) Так как изучаемый нами редуктор выпускается на предприятии в условиях серийного производства, то как правило, в таких передачах применяется смещение. Значения коэффициента смещения определите по формуле:

. (22)

Полученное значение коэффициента смещения сравните с рекомендуемым по ГОСТ 13754-81 (см. таблицу 2).

7) Определите значения внешних диаметров окружностей выступов шестерни d_ae1 и колеса d_ae2 по формулам (5); полученные значения сравните со значениями, полученными замером.

8) Рассчитайте значения внешних диаметров окружностей впадин шестерни d_fe1 и колеса d_fe2 по формулам (6).

9) Рассчитайте значение внешнего конусного расстояния R_e конической передачи по формуле (7) и проверьте условие (8).

10) Рассчитайте значение среднего конусного расстояния R_m конической передачи по формуле (9).

11) Рассчитайте значение средних делительных диаметров шестерни шестерни d_m1 и колеса d_m2 по формулам (10).

12) Найдите значение среднего нормального модуля зацепления m_mn по формуле (11), значение необходимо округлить до двух знаков после запятой.

13) Найдите значение шага зацепления на внешней стороне зубьев P_te по формуле (12).

 

Оценка нагрузочной способности одноступенчатого

Конического редуктора

 

Материалы зубчатых колес назначает преподаватель (таблица 3), причем твердость материала шестерни выше, чем твердость материала колеса, так как зубья шестерни чаще входят в зацепление, чем зубья колеса.

1) По формуле (19) рассчитайте допускаемые контактные напряжения для конических шестерни [ σ ] _Н1 и колеса [ σ ] _Н2.

2) По формуле (18) определите расчетное допускаемое контактное напряжение для конической передачи [ σ ] _Н.

3) По формуле (20) определите предельно допустимый момент на тихоходном валу [ Т ] ₂, определяемый контактной прочностью зубьев.

4) По формуле (21) при угловой скорости быстроходного вала ω₁ = 150 рад/с определите мощность на тихоходном валу [ Р ] ₂, определяемую контактной прочностью зубьев и угловой скоростью валов.

5) По формулам (13), (14), (15) и (16) определите силы в коническом зацеплении при максимально допустимом моменте на тихоходном валу [ Т ] ₂.

6) Заполните таблицу 4 для окончательного уяснения вопроса о нагрузочной способности редуктора.

 

Таблица 4 – Нагрузочная способность редуктора, в зависимости от материалов и термообработки колес и частоты вращения валов

 

Марка стали	Вид термической обработки	Твердость	, МПa	Т	Частота вращения быстроходного вала, мин^-1
	нормализация	174 НВ
	улучшение	240 НВ
40ХН	закалка ТВЧ	50 НRС
12ХНЗА	цементация	60 HRC