Studierea designului unui reductor cilindric în două trepte. Elaborarea schiței reductorului, schema cinematică, schema de proiectare a arborelui și desenul unui arbore.
Măsurarea și calculul parametrilor principali ai cutiei de viteze: raportul de transmisie, distanțele intersexuale, parametrii geometrici ai angrenajelor și, în special, modulul lor. Efectuați un calcul al puterii unei etape și calculați un arbore pentru putere.
2. Echipamente și unelte
1) Reducerul Ц2У-100-20-12-У1.
4) riglă metalică.
3. Informații de bază despre reductoare
3.1. Scheme de reductoare de viteze
Un reductor este un tren de viteză închis proiectat pentru a reduce viteza unghiulară a arborelui motor în comparație cu maestrul. Reducerea vitezei unghiulare este însoțită de o creștere a cuplului pe arborele antrenat. Pentru cutia de viteze, raportul de transmisie și raportul de transmisie sunt aceleași. (. A se vedea figura 1a) În circuitele de cutii de viteze este desemnat prin numerale romane arbori - barca cu motor (master, intrare) arbore la care un arbore motor, și I. numeralul - viteză mică (ieșire slave) arborele numeral II.
Reducerile sunt simple și multi-etape. Raportul de transmisie al cutiei de viteze în mai multe trepte este egal cu produsul rapoartelor de transmisie ale treptelor individuale
Raportul de transmisie al unei cutii de viteze cu o singură treaptă sub forma unei perechi cilindrice de roți (a se vedea figura 1a) nu depășește de obicei umax = 12,5. Pentru angrenajele elicoidale conice (vezi figura 1b) umax = (5-6). Cutii de viteze cu două trepte (vezi figura 1c, d) au rapoarte de transmisie mari, dar nu mai mari de umax = 63. Cu u mai mare de 63, reductoarele sunt realizate în trei trepte.
Fig. 1. Diagrame ale reductoarelor de viteze
Cutiile de viteze în două trepte se efectuează în conformitate cu schema detaliată (a se vedea figura 1c.). Dacă axele arborilor de intrare și ieșire coincid, formând o linie, atunci acești reductori se numesc coaxiali (vezi Figura 1d). Avantajul lor este o lungime mai mică decât cea prezentată în figura 1c. Aranjamentul asimetric al angrenajelor față de suporturi (Figura 1c) conduce la o distribuție neuniformă a forței care se livrează de-a lungul lungimii dintelui. În circuitul cu prima treaptă bifurcată (figura 1d), treapta de viteză mai joasă este încărcată simetric în raport cu suporturile, ceea ce afectează favorabil funcționarea acesteia. Pentru cuplurile înalte și eliminarea unor sarcini axiale perechi de rulare paralele ale roților do viteză treaptă dinți elicoidali cu unghiuri opuse înclinare, iar roțile fac treaptă de viteză redusă zigzag. Structura suportului în acest caz ar trebui să permită o deplasare axială a unuia dintre arbori.
O problemă foarte importantă care afectează parametrii de bază ai cutiei de viteze este chestiunea defalcării raportului general al reducerii la trepte individuale. Este de dorit ca angrenajele antrenate ale ambelor trepte să aibă un diametru apropiat. În acest caz, este asigurată o bună lubrifiere a angrenajului.
Defalcarea raportului de transmisie este determinată de cerințele speciale, care sunt impuse în proiectarea reductorului - criteriile de optimitate. Astfel de criterii pot fi: greutatea minimă a reductorului, dimensiunile minime pentru înălțime, distanța minimă între axe și așa mai departe. O analiză mai detaliată a defalcării raportului de transmisie în pași este prezentată în manuale [1, 2, 3].
3.2. Materiale de roti dintate
Materiale pentru fabricarea de roți dințate în inginerie - oțel, fontă și materiale plastice; în instrumente dințat roți sunt de asemenea realizate din alama, aliaje de aluminiu și altele. Alegerea materialului este determinată de destinația de transfer, condițiile de lucru, dimensiunile roților și chiar tipul de producție (unice, serii sau de masă), și considerații tehnologice.
Materialele principale pentru fabricarea uneltelor sunt oțelurile carbon și oțelurile aliate tratate termic, care asigură rezistența în vrac a dinților, precum și duritatea ridicată și rezistența la uzură a suprafețelor lor active. În funcție de duritatea suprafețelor active ale dinților, roțile din oțel sunt împărțite în două grupe, și anume: roți cu duritate Brinell de 350 NV. dintre care dinții sunt bine admiși; și roți cu o duritate> 350 NV. ale căror dinți sunt prost lucrați. Roțile din primul grup sunt fabricate din oțeluri cu conținut mediu și ridicat de carbon. Roțile din al doilea grup sunt fabricate din oțeluri aliate și sunt utilizate pentru unelte de mare viteză și cu încărcături ridicate.
Pentru fabricarea angrenajelor cu viteză redusă, în principal deschise, care funcționează la o viteză circumferențială de până la 3 m / s. Folosiți fiare de călcat gri, modificate și de înaltă rezistență.
Capacitatea de încărcare a roților dințate materiale nemetalice sunt mult mai mici decât oțelul, astfel încât utilizarea lor în unelte de pescuit ușor încărcate, la dimensiuni care nu sunt prezentate într-un mediu dur, dar necesită reducerea zgomotului și a vibrațiilor, autolubrifiere și rezistență chimică. Pentru jante din oțel, în scopul de a egaliza durabilitate și îmbunătățirea suprafețe de rulare activă trebuie duritate dantură face mai mare decât roata: NV1sr - NV2sr 20.
3.3. Suporturile arborelui cutiei de viteze
Lagărele din cutia de viteze pot fi susținute de rulmenți. Performanța rulmenților de rulare depinde în mare măsură de proiectarea rațională a ansamblului rulmentului, calitatea instalării și reglarea acestuia.
Schemele de instalare a rulmenților de rulare pe arbori, osii rotative și în carcase sunt prezentate în Figura 2. Pentru arbori scurți (lungimea nu depășește 300 mm), se utilizează o schemă.
Fig. 2. Schema de instalare a rulmenților de rulare pe arbori
Pentru a evita alunecarea arborelui cu alungirea sa de temperatură, este lăsat un mic spațiu între capacul lagărului și unul dintre inelele exterioare # 948; (0,1-0,2) mm. Această distanță este controlată prin modificarea grosimii setului de garnituri de sub capacul lagărului.
bruiaj a arborelui de transmisie prin alungirea termică nu este posibilă atunci când instalarea rulmenți la schema de utilizat - lungime întreagă, este utilizat pentru arbori relativ lungi. Dezavantajul schemei este inconvenientul de a regla rulmenții prin deplasarea inelelor lor interioare montate pe arbore printr-o potrivire adecvată.
Montarea lagărelor în conformitate cu schema în cele mai favorabile pentru arborii lungi - elimină prinderea arborelui în orice condiții de funcționare. Un suport este atașat la carcasă și arborele, iar zăvorul se numește, iar al doilea lagăr este mobil axial în carcasă, pentru a compensa o alungire a temperaturii și scurtarea arborelui, și un lagăr se numește plutitoare. Pentru axele lungi încărcate cu o forță axială considerabilă în suportul de fixare, sunt instalate două rulmenți radiali, iar un suport radiant este amplasat în suportul plutitor.
3.4. Unsoare de unelte
Cea mai obișnuită metodă de lubrifiere a angrenajelor din cutiile de viteze este angrenajul. Se folosește la viteze circumferențiale ale roților până la (12-15) m / s și se efectuează prin scufundarea dinților roților dințate în uleiul umplut într-o baie de ulei - carter.
Capacitatea bazei de ulei se determină din calcul (0,5-0,7) litri la 1 kW de putere transmisă.
Adâncimea de imersie a uneltelor în ulei se recomandă a fi aleasă în intervalul de la 0,75 până la 2 înălțimi ale dinților, dar nu mai mici de 10 mm. O scufundare mai adâncă este permisă pentru roțile treptei în mișcare lentă. Pentru lubrifiere, sunt utilizate pe scară largă uleiuri industriale de diferite vâscozități.
Gradul specific de ulei este ales în funcție de viteza circumferențială și de mărimea eforturilor de contact [2].
3.5. Lubrifierea ansamblurilor de rulmenți
Pentru a reduce pierderile cauzate de frecare, îndepărtarea căldurii, protecția împotriva coroziunii, reducerea zgomotului în timpul funcționării, se utilizează lubrifierea rulmenților de rulare și se utilizează lubrifianți lichizi și plastici. Atunci când alegeți un lubrifiant, trebuie luați în considerare următorii factori: dimensiunile lagărelor și frecvența de rotație, valoarea sarcinii, temperatura de funcționare a unității și condițiile de mediu.
Pentru rulmenți care funcționează la o viteză circumferențială de până la (4-5) m / s. Este posibil să se utilizeze atât lubrifianți lichizi, cât și lubrifianți din plastic, la viteze mari, este recomandat un lubrifiant lichid. Cu cât este mai mare sarcina pe rulment, cu atât este mai mare vâscozitatea uleiului sau consistența plasticului de grăsime, deoarece crește rezistența stratului său de graniță. Cu o temperatură de funcționare crescătoare, viscozitatea și consistența lubrifiantului sunt reduse.
Dispozitivele de etanșare sunt utilizate pentru a preveni scurgerea lubrifiantului și pentru a proteja lagărele de praf, murdărie și umiditate de la intrarea din exterior. În conformitate cu principiul de acțiune, aceste dispozitive sunt împărțite în contact, slot, labirint, centrifugal și combinate.
4. Măsurarea și calculul parametrilor de bază ai reductorului cilindric
4.1. Determinarea raportului de transmisie
Se calculează numărul de dinți al tuturor uneltelor (vezi figura 1, c) și se determină rapoartele de transmisie (rapoartele de transmisie) ale primei și celei de-a doua trepte
Raportul de transmisie al angrenajului este determinat din expresia (1).
4.2. Determinarea modulelor de legare normale
La început, se măsoară diametrele vârfurilor dinților da și diametrele jgheaburilor dinților df ai tuturor celor patru trepte de viteză. Fiecare măsurare este efectuată de 3 ori cu rotirea roții dințate. Pentru calcule ulterioare, este luată media aritmetică a diametrelor măsurate.
Modulul normal este determinat din exprimare
Abordând ennoe modul normal poate fi de asemenea obținută prin măsurarea înălțimii shtangenzubomerom dintelui h sau treapta normală angrenare Pn. care sunt legate de următoarele dependențe
Valoarea calculată a modulului pentru prima și cea de-a doua pereche de unelte trebuie specificată în conformitate cu GOST 9563, extrasul din care este prezentat în tabelul 1.
Tabelul 1. Valorile modulelor de angrenare în conformitate cu GOST 9563
Notă. La calcularea transferurilor noi, primul rând ar trebui să fie preferat.
Rețineți că în plus față de modulul normal din angrenajul elicoidal distingeți modulul de capăt -. Între aceste module există următoarea relație
4.3. Determinarea unghiurilor de înclinare a dinților și a diametrelor cercurilor pitch ale uneltelor
1) Măsurați distanțele medii pentru prima și a doua pereche de roți dințate.
2) Cunoașterea numărului de dinți și a modulelor normale, găsirea unghiurilor bolțurilor pentru fiecare pas de formule
3) Calculați diametrele cercurilor de pitch ale tuturor treptelor de viteză
4.4. Determinarea coeficienților de deplasare a conturului inițial atunci când se taie uneltele
În reductorul considerat, se folosesc unelte cu un număr mic de dinți (z 1. z 3) și roți c mari (z 2. z 4).
Într-o astfel de situație, durabilitatea și eficiența antrenării este determinată de rezistența dinților angrenajelor. Pentru a îmbunătăți forma uneltelor, ele sunt tăiate cu o părtinire pozitivă, adică deplasați scula de tăiere în afara centrului tăierii prin valoarea de deplasare (coeficient de deplasare). Roțile dințate sunt tăiate cu un factor de deplasare negativ (factor de deplasare). Instrumentul de tăiere este apoi mutat în centrul roții tăiate. Dacă coeficienții de polarizare sunt aleși astfel încât. sau. atunci o astfel de modificare a angrenajului se numește altitudine mare.
Se utilizează și o modificare angulară, în care.
Cu modificarea altitudinii transmisiei, distanțele de centru, unghiurile de angajare și diametrele cercurilor de separare nu se schimbă. Doar înălțimea capetelor și a picioarelor dinților se schimbă. Diametrele vârfurilor dinților dințate cresc cu o valoare. iar diametrele vârfurilor uneltelor scad cu aceeași valoare.
În cazul angrenajelor elicoidale, se utilizează în principal modificări la altitudini mari. La un număr mic de dinți ai angrenajelor și rapoarte de transmisie mari, se recomandă să se ia valoarea coeficienților de deplasare.
La determinarea coeficienților de polarizare cu care se taie uneltele reductorului, mai întâi este necesar să se calculeze diametrele vârfurilor dinților uneltelor, presupunând că au fost tăiate fără a schimba conturul inițial
Cunoscând valorile reale ale diametrelor top dinte obținut prin măsurarea () reprezintă mărimea coeficientului de deplasare a conturului inițial.
Pentru prima etapă
Pentru a doua etapă
5. Calculul cinematic și al puterii reductorului
5.1. Compilarea tabelului parametrilor cinematici și de putere ai reductorului
Pentru a efectua calculul cinematic și puterea, selectați, conform instrucțiunilor instructorului, una dintre opțiunile prezentate în tabelul 2.
Tabelul 2. Variante de sarcini pentru calculul unui reductor
Notă. În tabelul 3: - eficiența angrenajului 0,98; - eficiența unei perechi de rulmenți de 0,99.
5.2. Determinarea forțelor din plasă
Angrenajele elicoidal al forței de presiune normală a dintelui roții dințate de antrenare pentru dintele acționat Fn descompus în trei componente reciproc perpendiculare: Ft - circumferențială, Fa - axial și Fr - radial (vezi figura 3.).
Fig. 3. Descompunerea forței de presiune normală
Valorile forțelor componente sunt determinate din expresii
unde # 945; - unghiul de cuplare, pentru uneltele tăiate fără deplasarea conturului original și pentru roțile realizate cu o modificare a altitudinii mari; # 946; - unghiul dintelui.
5.3. Calculul testelor pentru solicitările de contact
Calculul se efectuează pentru o treaptă de viteză. Tensiunile de contact în angrenajul elicoidal pot fi determinate din formula
u este raportul de transmisie al etapei calculate;
d2 - diametrul diviziv al roții dințate, mm;
b2 - lățimea roții dințate, mm;
KH - coeficientul care ia în considerare natura sarcinii și modul de funcționare a roții dințate (în calcul se ia 1.20).
Presupunând că tensiunile de contact admise pentru prima etapă. dar pentru al doilea. face o concluzie cu privire la puterea de contact a uneltelor.
5.4. Cutia arborelui cutiei de viteze
Pentru calcul, este selectat unul dintre arborii de viteze.
Pentru a face arborele de circuit de calcul, măsurători suplimentare se efectuează: găsirea distanței dintre cuzineți, distanța de la suportul diametrelor arborelui de viteze în diferite locuri etc. Aplicați forțele din secțiunea 5.2 la angrenajele de angrenare.
a) reacția suporturilor în plan vertical față de forțele u;
b) reacția suporturilor în plan orizontal față de forță;
c) momentele de îndoire în planurile orizontale și verticale
d) momentul total de îndoire din secțiunea periculoasă
e) momentul echivalent
(cuplul pentru axul corespunzător este luat din tabelul 3);
e) calculați din expresie diametrul arborelui din secțiunea periculoasă
Având în vedere că arborele este fabricat din oțel 45, ia = 60 MPa. Comparați diametrul axului obținut prin formula (28) la dimensiunea reală.
6. Secvența executării muncii
1) Deșurubați șuruburile de fixare și scoateți capacul reductorului. Familiarizați-vă cu dispozitivul și cu principiul funcționării reductorului. Desenați o schiță a reductorului (2 tipuri) și schema sa cinematică. Numără numărul de dinți ai roților. Parametrii geometrici ai angrenajelor sunt măsurați cu ajutorul unui șaibă și a unui ecartament: diametrul vârfurilor dinților da. diametrul depresiunilor df. distanța centrală. lățimea uneltelor b. pasul normal al liniei Pn. înălțimea dinților h. Datele sunt înregistrate în tabelul 4.
2) Pe baza măsurătorilor și formulelor prezentate în secțiunea 4, se calculează raporturile de transmisie ale treptelor de viteză mare și viteză mică, precum și întreaga cutie de viteze, modulul fiind normal. unghiuri de înclinare a dinților , Diametrele cercurilor de divizare d și cercurile vârfurilor dinților da ai tuturor uneltelor, coeficienții de deplasare ai conturului original x. cu care sunt tăiate roțile dințate. Datele flotante sunt înregistrate în tabelul 5.
Tabelul 4. Parametrii măsurați ai angrenajelor
3) Selectând una dintre opțiunile din tabelul 2, calculați parametrii cinematici și puterea reductorului (vezi Tabelul 3). Determinați forțele din angrenaj.
4) Pentru una dintre perechile de unelte, se efectuează un calcul de verificare pentru tensiunile de contact.
5) Pentru unul dintre arbori (conform instrucțiunilor instructorului), ele formează o schemă de calcul, determină reacțiile suporturilor, compun momentele de îndoire și răsucire. Determinați diametrul arborelui într-o secțiune periculoasă la cuplul echivalent. Efectuați o schiță a arborelui.
6) Completați raportul, ceea ce face explicațiile necesare pentru toate calculele efectuate.
7. Lista surselor utilizate
3. Iosilevich G.B. Applied Mechanics: Proc. pentru universități / G.B. Iosilevich, G.B. Stroganov, G.S. Maslov. - M. Engleză. săpt. 1989. 351 p.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: