Цилиндрический редуктор

    Эскизную  компоновку ведем на одной  проекции – разрезе по осям  валов (желательно в масштабе 1:1).

    Порядок  вычерчивания:

    1. Посередине  листа проводим горизонтальную  осевую линию – ось симметрии  редуктора, затем две вертикальные  осевые линии, соответствующие  осям валов, на расстоянии А = 100 мм, имея в виду, что на листе должно разместиться зубчатое колесо.

    2. Вычерчиваем  без разреза шестерню и зубчатое  колесо вместе со ступицей (в  нашем случае ).

    3. Очерчиваем  внутреннюю стенку корпуса; при этом принимаем:

    а)  зазор между торцом шестерни  и внутренней стенкой корпуса  (если длина ступицы зубчатого колеса , то зазор берется от торца ступицы);

    б)  минимальное расстояние от окружности  выступов колеса до внутренней стенки принимаем равным ; 

    в)  зазор . Если диаметр окружности выступов шестерни окажется больше наружного диаметра подшипника, то зазор берется от этого диаметра и не менее Эту часть стенки вычерчивают после размещения подшипников ведущего вала.

    4. Размещаем  подшипники валов, нанося на  чертеж их габариты. Предварительно  намечаем радиальные шарикоподшипники  средней серии. Габариты подшипников  выбираем по диаметру вала, на  который они насаживаются (см Перед размещением подшипников решаем вопрос об их смазке. Так как скорость вращения зубчатых колес небольшая, то нет уверенности, что разбрызгивание обеспечит смазку подшипников; поэтому принимаем для подшипников консистентную смазку. Для предотвращения вытекания разжиженной при нагреве редуктора консистентной смазки внутрь корпуса и попадания масла из зоны зацепления в подшипниковую камеру устанавливаем на валах мазеудерживающие кольца. Размер определяется шириной мазеудерживающего кольца ( Принимаем Замером находим расстояния

    5. Для определения положения относительно опоры ведущей звездочки цепной передачи, посаженной консольно на ведомом валу, вычерчиваем гнездо подшипника (глубина его определена ранее – стр. 332) и крышку подшипника, ориентируясь на конструкцию по рис. 9.50. Вычерчиваем также головку болта крепления крышки подшипника.

    Наносим  тонко валик соединительного  звена цепи длиной  на расстоянии 10 мм от торца головки болта и на расстоянии от оси ведомого вала (размер выбираем по табл. 7.1). На расстоянии проводим осевую линию, параллельную оси симметрии редуктора, и вычерчиваем профиль поперечного сечения зуба звездочки (см. рис. 14.3). Замером устанавливаем расстояние , определяющее положение звездочки относительно прилегающей опоры ведомого вала. 

VIII. Подбор подшипников

    Ведущий вал (рис. 14.4).

8.1 В результате первого этапа эскизной компоновки имеем:

    .

   

8.2 Из предыдущих расчетов P=1696 н, T=635 н, Q=407 н.

8.3 Реакции опор:

    В  плоскости xz:

    В  плоскости yz:

   

    Суммарные  радиальные реакции:

   

   

8.4 Выбор типа подшипника. Подшипники подбираем по более нагруженной опоре A. Так как осевая нагрузка сравнительно невелика, выбираем радиальные шарикоподшипники.

8.5 Условная нагрузка на подшипник (на опору А)

    .

    При  вращении внутреннего кольца  для радиальных шарикоподшипников принимаем

   

    Для  уменьшения габаритов подшипников  и редуктора принимаем желаемый  срок службы подшипника  при этом, ввиду длительного срока службы редуктора, возможно потребуется замена подшипников. Требуемый коэффициент работоспособности подшипника согласно формуле (9.2).

    .

8.6 Подбор подшипника. По каталогу (см. табл. П14) при диаметре вала под подшипник выбираем шарикоподшипник средней серии 206, у которого Размеры подшипника:  

Ведомый вал (рис. 14.5).

8.1 Из эскизной компоновки

8.2 Нагрузка вала от ременной передачи Составляющие этой силы

   

8.3 Реакции опор:

    в  плоскости yz

   

   

    в  плоскости xz

   

   

    Суммарные  радиальные реакции

   

   

8.4 Выбор типа подшипника. Подбор подшипника ведем по опоре

    Предварительно  намечаем шарикоподшипники радиальные. Окончательно тип подшипника  определится после нахождения  требуемого коэффициента работоспособности.

8.5 Принимаем поправочные коэффициенты для определения условной нагрузки (см. стр. 197 и табл. 9.2, 9.3 и 9.4):

- ременная передача  создает неравномерную  нагрузку;

    Условная  нагрузка на подшипник 

   

8.6 Требуемый коэффициент работоспособности

   

8.7 Подбор подшипника по каталогу.

    При  диаметре вала под подшипник  и требуемом коэффициенте работоспособности по каталогу (см. табл. П14) подходит шарикоподшипник тяжелой серии 412, у которого

    Однако  подшипник этого типоразмера  имеет большой наружный диаметр  что приводит к увеличению размеров крышек подшипников, гнезд под подшипники, т.е. к увеличению веса редуктора.

    Значительно  меньшие габариты имеет роликоподшипник  конической легкой серии 7207, у  которого . Размеры подшипника

8.8 Определяем теоретический срок службы конического роликового подшипника. Подшипники устанавливаем, как показано на рис. 14.6.

    Осевые  составляющие радикальных нагрузок  для принятого подшипника , :

   

   

    Суммарная  осевая нагрузка

   

    Эта  нагрузка воспринимается подшипником  (на что указывает знак минус); условная нагрузка для этого подшипника при принятых коэффициентах (см. стр. 339).

   

    условная  нагрузка на подшипник :

   

    Следовательно,  проверку срока службы нужно  вести по подшипнику :

    (

    откуда (при  это значительно выше предварительно намеченной долговечности. 

IX. Второй этап эскизной компоновки редуктора (рис.14.7)

    Задача  второго этапа компоновки – конструктивно оформить механизм редуктора (шестерню, зубчатое колесо, валы, корпус, подшипники) для последующей проверки прочности валов и других деталей. Чертеж выполняется в одной проекции (разрез по осям валов при снятой крышке редуктора в масштабе 1:1). Можно использовать чертеж, полученный после первого этапа компоновки конструкции. Примерный порядок выполнения этого этапа работы для данной конструкции следующий:

9.1 Оформляем конструкцию шестерни и зубчатого колеса (разрез) по конструктивным размерам, найденным ранее (см. стр. 331).

    Шестерню, ввиду сравнительно небольших  размеров, выполняем заодно с  валом.

9.2 Разрабатываем конструкцию узла ведущего вала.

    а)  Оставив неизменным зазор  между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса, очерчиваем часть этой стенки, разрывая ее в соответствующих местах на величину, равную наружному диаметру подшипников. Определяем размеры гнезда под подшипник. Для этого от внутренней стенки корпуса проводим две параллельные прямые длиной, равной (значения см. стр. 336), симметрично относительно оси вала на расстоянии одна от другой, равном наружном диаметру подшипника (см. рис. 14.7).

    б)  Не меняя расстояния  от торца подшипника до внутренней поверхности стенки корпуса (см. рис. 14.7), вычерчиваем подшипники в

разрезе. Для экономии времени в разрезе можно вычертить одну половину подшипника, а для второй нанести лишь габариты.

    в)  Намечаем размеры мазеудерживающего  кольца. Торец этого кольца должен  выходить внутрь корпуса на 1-2 мм от внутренней стенки (см. стр. 233).

    Размеры  канавок приведены на рис. 9.69. Для уменьшения числа ступеней  вала (упрощения его конструкции)  мазеудерживающее кольцо устанавливаем  на тот же диаметр, что и  подшипник ( Чтобы зафиксировать мазеудерживающее кольцо от осевого смещения, торец его, обращенный внутрь корпуса, имеет упор в заплечик вала ( а с другой стороны – в торец внутреннего кольца подшипника.

    г)  Размер вала  определяется конструкцией перехода. Имея в виду, что вал под подшипник будет шлифоваться, на валу для выхода шлифовального камня выполняем переход с в виде проточки небольшой глубины (см. рис. 14.7, место 1). Размеры проточки принимаем по табл. 9.13. Участок вала сопрягается с торцом шестерни, выполненной как одно целое с валом, радиусом

    д) Далее вычерчиваем крышки подшипников (можно вычерчивать лишь половину каждой крышки) с уплотнительными прокладками (толщина 1 мм) и болтами крепления их. Болт условно выносится на плоскость чертежа, что отмечается вырывом на плоскости разъема. Конструкцию крышек принимаем по рис. 9.48 и 9.50.

    е)  Переход вала  к присоединительному концу выполняется на расстоянии 5 – 10 мм (в нашем случае принято 10 мм) от наружной поверхности (торца) крышки подшипника так, чтобы ступица муфты не задевала за головки болтов крепления крышки.

    Длина  присоединительного (выходного) конца  вала  определяется длиной ступицы муфты. В нашем случае будет применена муфта типа МУВП, размеры которой приведены в табл. 12.4.

9.3 Разрабатываем конструкцию узла ведомого вала.

    Конструируем  узел по аналогии с ведущим  валом. Конструкция имеет следующие  особенности:

    а)  для фиксации зубчатого колеса  от осевых перемещений предусматриваем  утолщение вала с одной стороны  и установку распорного

кольца –  с другой (место перехода от смещаем на 2-3 мм от торца мазеудерживающего кольца, с тем чтобы обеспечить соприкосновение торца втулки и мазеудерживающего кольца);

    б)  сохраняя намеченные в первом  этапе компоновки зазор между  торцом ступицы зубчатого колеса  и корпусом, а также расстояние  , вычерчиваем мазеудерживающее кольцо и подшипник;

    в)  вычерчиваем крышки подшипника (часть  их) с регулировочными прокладками  и болтами крепления крышек;

    г)  вычерчиваем звездочку ременной  передачи, оставляя неизменным предварительно  установленное расположение ее  относительно опор вала.

    Переход  от  на смещаем на 2 – 3 мм от торца внутреннего кольца. Чтобы конец вала не выступал на большую длину за пределы редуктора, ступицы звездочки делаем несимметричной, сместив ее в сторону подшипника. Между внутренним кольцом подшипника и торцом ступицы устанавливаем кольцо, которое не допускает касания сепаратора подшипника со ступицей звездочки.

    От  осевого перемещения звездочка фиксируется на валу специальным торцовым креплением.

    На  всех валах применяем шпонки  призматические обыкновенные ос  скругленными торцами по ГОСТам 8788-68 и 8789-68. Вычерчиваем их по размерам, приведенным в табл. 8.8. Длины шпонок, округленные до стандартных значений, принимаем на 5-10 мм меньше длин ступиц. 
9.4 Замером уточняем расстояние между опорами и расстояния, определяющее положение шестерни, зубчатого колеса и звездочки относительно опор. При значительном изменении этих расстояний уточняем реакции и требуемые коэффициенты работоспособности подшипников. В рассматриваемом примере эти расстояния остались неизменными. 

X. Проверка прочности шпоночных соединений

    Шпонки призматические обыкновенные со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов по ГОСТу 8788-68, размеры шпонок по ГОСТу 8789-68 (табл. 8.8).