Лабораторная работа №4. Тема: «Исследование конструкции цилиндрического зубчатого редуктора»

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕКСТИЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А.Н. КОСЫГИНА

Кафедра «Детали машин и ПТУ»

Лабораторная работа №4

Тема: «Исследование конструкции цилиндрического зубчатого редуктора»

Группа: 9-07

Выполнила: О.А. Гончарова

Проверила: Е.С. Иванова

МОСКВА 2010 г.

Цель работы: изучение конструкции редуктора и порядка его сборки, определение основных параметров зубчатых передач редуктора и анализ полученных результатов.

Оборудование и инструмент: цилиндрический редуктор, измерительная линейка, штангенциркуль, угломер и калькулятор.

1. Теоретические предпосылки

Зубчатый редуктор - это механизм, состоящий из одной или нескольких меха­нических 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 P₁ и P₂ (кВт), вращающие моменты T₁ и T₂(Нм), круговые частоты вращения n₁ и n₂(мин^–1), соответственно, на входном и выходном валах, передаточное отношение i=n₁/n₂>1и коэффициент полезного действия (КПД) ή= P₂/P₁<1.

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-цилнндрические 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

Из числа перечисленных зубчатых редукторов наибольшее распространение имеют цилиндрические зубчатые одно- и двух ступенчатые редукторы. Внешний вид одного из них представлен на рис. 1.

Рис. 1. Внешний вид цилиндрического зубчатого двухступенчатого редуктора

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.

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 имеет, как правило, 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,

• бобьппки (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).

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) 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

Работа цилиндрических зубчатых передач основана на зацеплении зубьев, нарезанных на боковых поверхностях их колес, имеющих форму плоских цилиндров с параллельными осями вращения (рис. 2),

Рис. 2 Схема цилиндрической зубчатой передачи

В зависимости от расположения зубьев на боковых поверхностях колес передачи делятся на косозубые, в которых угол наклона зуба к оси колеса ß>0 и прямозубые, для которых ß =0°.

Основным геометрическим параметром зубчатого зацепления является модуль m, величина которого равна отношению шага Р зубьев к числу π. Различают торцевой модуль m_i = p_i/π, где шаг измеряется по торцу колеса, и нормальный модуль m_n=р_n/π. Величина последнего стандартизуется.

К числу остальных геометрических характеристик передач относятся: межосевое расстояние a_w, делительные диаметры шестерни и колеса d₁ и d₂, диаметры окружностей выступов зубьев колёс d_a1 и d_a2, диаметры окружностей впадин зубьев d_f1 и d_f2, значения ширины колёс b₁ и b₂, зазор в зацеплении с = 0,25m_n.

Главной кинематической характеристикой передачи является передаточное число и=z₂/z₁= i = п₁/п₂, где z₁ и z₂ – числа зубьев шестерни и колеса, а п₁ и п₂ – круговые частоты их вращения.