ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 2

ВИВЧЕННЯ КОНСТРУКЦІЙ РЕДУКТОРІВ

ТА ЇХНІХ ДЕТАЛЕЙ

 

1. МЕТА РОБОТИ

 

Ознайомитися з будовою:

–  двоступінчастого циліндричного редуктора (розгорнута схема);

–  двоступінчастого циліндричного співвісного редуктора;

–  одноступінчастого конічного редуктора;

–  одноступінчастого черв’ячного редуктора;

–  планетарного редуктора;

–  хвильового редуктора.

 

2. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Редуктор – це виконаний у вигляді окремого агрегата передавальний механізм зі сталим передатним числом, який складається з однієї або декіль-кох передач зачепленням (циліндричних, конічних, черв’ячних та ін.), що змащуються в оливній ванні закритого жорсткого непроникного для пилу корпуса, в якому їх змонтовано, й використовується в приводах машин пере-важно для передавання обертового руху від електродвигуна до робочого органу та зміни параметрів руху – зниження кутової швидкості з відповідним підвищенням обертального момента.

Редуктори широко застосовуються в різних галузях економіки і є невід’єм-ною частиною приводів розмаїття машин.

Крім зубчастих коліс зубчасті редуктори складаються з багатьох інших деталей, типових для більшості сучасних машин, наприклад: валів, вальниць, плішок, прогоничів, шпильок, штифтів, мастильних пристроїв, ущільнень, корпусних деталей тощо. Тому вивчення конструкції редуктора має велике пізнавальне значення й дозволяє глибше зрозуміти основні принципи кон-струювання. Ураховуючи, що більшість завдань на курсовий проект із дис-ципліни “Деталі машин” включають у себе як складовий елемент зубчастий редуктор, викреслювання компонувального ескізу редуктора дозволяє, до того ж, полегшити ескізне компонування цього вузла під час курсового про-ектування. Відмінність помічається лише в тому, що в лабораторній роботі компонування виконується за результатами вимірювань і спостережень, а під час конструювання – за результатами розрахунків і наявними рекомендаціями.

Конструкції редукторів досить різноманітні. За типом використовуваних зубчастих передач, наприклад, вони поділяються на циліндричні, конічні, черв’ячні, глобоїдні, планетарні та комбіновані; залежно від кінематичної схеми – на прості, або рядові, й планетарні, одно- та багатоступінчасті.

Найрозповсюдженішими є прості циліндричні редуктори – від мініатюр-них, що використовуються в годинникових механізмах і приладах, до унікаль-них силових потугою до 100 000 кВт і більше, що застосовуються в турбо-зубчастих уставах. Колові швидкості зубчастих коліс у редукторах здебільшого не перевищують 30 м/с, але в окремих спеціальних конструкціях досягають 150 м/с й більше. Загальне передатне відношення простих циліндричних редукторів лежить у межах  залежно від кількості ступеней, а ККД досягає значень . Поряд із простими все ширшого розповсюд-ження набувають планетарні редуктори, які дозволяють добитися суттєвого зниження маси та розмірів, і в деяких випадках дуже великих передатних відношень – до 10⁴ й більше, – правда, з дуже низьким ККД.

Редуктори з використанням конічних, гіпоїдних, черв’ячних та хвильових передач мають менше розповсюдження й застосовуються, зазвичай, лише для передавання малих та середніх потуг (десятки, у крайньому разі сотні кВт).

Основні параметри зубчастих редукторів стандартизовано. Це полегшує й здешевлює їхній серійний випуск, а також спрощує компонування нових варіантів конструкцій використанням стандартних вузлів та деталей.

 

3. ЛАБОРАТОРНЕ УСТАТКУВАННЯ

1.    Редуктор двоступінчастий циліндричний (розгорнута схема).

2.    Редуктор двоступінчастий циліндричний співвісний.

3.    Редуктор одноступінчастий конічний.

4.    Редуктор одноступінчастий черв’ячний.

5.    Редуктор планетарний.

6.    Редуктор хвильовий.

7.    Вимірювальна (масштабна) лінійка.

8.    Штангенциркуль.

 

Компонувальний ескіз двоступінчастого циліндричного редуктора пода-но на рис. 3.1. Редуктор складається з основи корпуса 1, кришки корпуса 2, зубчастих коліс із числом зубців , , , , валів: швидкохідного 3, про-міжного 4 й тихохідного 5, установлених на вальницях 6, 7 та 8, що закри-ваються кришками. Кришка й основа корпуса редуктора центруються під час складання штифтами 9 і стягуються прогоничами з мутрами 10. Для огляду зубчастих зачеплень та заливання оливи в редуктор передбачено люк, що закривається кришкою 11, в якій, зазвичай, монтується душник. Останній служить для вирівнювання тиску в порожнині редуктора й навколишньому середовищі. Рівень оливи в редукторі контролюється оливопокажчиком 12. Зливання оливи здійснюється через різевий отвір, який закривається пробкою 13.

Основні розміри редуктора визначаються з розрахунків на міцність, інші вибираються з технологічних чи конструктивних міркувань. Для цього най-частіше користуються такими співвідношеннями (рис. 3.1):

 

Рис. 3.1. Компонувальний ескіз двоступінчастого

циліндричного редуктора (розгорнута схема)

 

–  товщина стінки основи корпуса редуктора

, мм, але не менше 8 мм.

–  товщина стінки кришки корпуса редуктора

 

, мм, але не менше 7,5 мм.

–  товщина верхнього фланця основи корпуса

, мм.

–  товщина нижнього фланця основи корпуса

, мм.

–  товщина фланця кришки корпуса

, мм.

–  діаметр фундаментних прогоничів

, мм.

–  діаметр прогоничів, що стягують основу й кришку біля приливів

, мм.

–  діаметр прогоничів, що стягують фланці основи й кришки корпуса,

, мм.

–  відстань від торця вальниці до внутрішньої поверхні стінки корпуса

, мм.

–  проміжок між внутрішніми поверхнями стінок корпуса й деталями, що обертаються,

, мм.

–  проміжок між деталями, що обертаються,

, мм

–  відстань між зубчастим колесом і валом

, мм.

–  мінімальний проміжок між колесом і корпусом

, мм.

–  відстань від кола виступів найбільшого зубчастого колеса до внутрішньої поверхні днища

, мм.

 

4. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

 

4.1. Вивчити будову двоступінчастого циліндричного редуктора, вико-наного за розгорнутою схемою й конструкцію його деталей. Ознайомитися з паспортними даними редуктора, формою та змістом звіту про виконання лабораторної роботи.

4.2. Виміряти міжосьові відстані  і  в редукторі та ширини зубчас-тих коліс  і . Дані вимірювань занести до звіту.

4.3. Визначити коефіцієнти ширини зубчастих коліс за формулою:

та напрям нахилу зубців.

4.4. Порахувати число зубців коліс , , ,  й передатні числа:

; ; .

4.5. Вирахувати торцеві модулі коліс:

, мм;   , мм.

4.6. Заміряти розміри вихідних кінців валів:

, , , .

4.7. За формулою:

, кВт

де   – паспортна частота обертання вала, хв^-1;

       – діаметр вихідного кінця вала, мм,

визначити орієнтовно потугу, яку може передати редуктор за умовами міц-ності валів на крутіння, й порівняти її з паспортною потугою редуктора.

4.8. Визначити тип вальниць, установлених у редукторі та їхні розміри.

4.9. Вивчити типи мастил, що застосовуються для змащення зубчастих коліс і вальниць редукторів.

4.10. Вивчити деталі, що обслуговують систему змащення редуктора (оливопокажчик, душник, пресмазниця, кільця та ін.).

4.11. Вивчити типи ущільнень валів, кришки редуктора та кришок вальниць.

2 50

4.12. Визначити габаритні розміри редуктора й задавшись коефіцієнтом заповнення об’єму  орієнтовно обчислити масу редуктора:

, кг,

де  , ,  – довжина, ширина та висота редуктора відповідно;

       – об’ємна вага чавуну: =7850 кгс/м³.

4.13. Вивчити конструкцію основи та кришки корпуса редуктора, визначи-ти розміри їхніх елементів, перелічені в п. 3.

4.14. За даними вимірювань накреслити компонувальний ескіз редукто-ра, аналогічний до поданого на рис. 3.1.

4.15. Накреслити аналогічно до рис. 4.2 схему навантаження зубчастих коліс одного із зачеплень редуктора в просторовому зображенні.

4.16. Накреслити аналогічно до рис. 4.3 схему навантаження проміжно-го вала редуктора.

4.17. Записати емпіричні співвідношення для визначення кінематичних та силових параметрів на проміжному й тихохідному валах редуктора через відомі:

 – потужність на швидкохідному валу, кВт;

 – частоту обертання швидкохідного вала, хв^-1;

 – ККД швидкохідної ступені;

 – ККД тихохідної ступені;

 – передатне відношення швидкохідної ступені;

 – передатне відношення тихохідної ступені.

 

Рис. 4.2. Складові нормальної сили в зачепленні

циліндричної косозубої передачі, що діють на зубці шестірні

та колеса (шестірню й колесо умовно розсунуто)

 

4.18. Накреслити кінематичну схему двоступінчастого циліндричного співвісного редуктора.

4.19. Підрахувати число зубців шестерень та коліс, знайти передатні числа ступеней редуктора й загальне передатне число редуктора.

4.20. Накреслити кінематичну схему одноступінчастого конічного ре-дуктора, на якій показати сили, що діють у зачепленні конічної передачі.

4.21. Підрахувати число зубців шестірні та колеса. Знайти передатне число редуктора.

4.22. Накреслити кінематичну схему одноступінчастого черв’ячного ре-дуктора й показати схему сил, що діють у зачепленні черв’яка та черв’ячно-го колеса.

 

Рис. 4.3. Схема навантаження проміжного вала

двоступінчастого циліндричного косозубого редуктора

 

4.23. Підрахувати число заходів черв’яка та число зубців черв’ячного колеса й визначити передатне число редуктора.

4.24. Накреслити кінематичну схему планетарного редуктора.

4.25. Підрахувати число зубців коліс і знайти передатне число редуктора.

4.26. Накреслити кінематичну схему хвильового редуктора.

4.27. Підрахувати число зубців коліс і вирахувати передатне число ре-дуктора.

 

5. ФОРМА ТА ЗМІСТ ЗВІТУ

5.1. Звіт виконується в учнівському зошиті в клітинку або на аркушах білого паперу формату А4, які потім мають бути зшиті. Поля обов’язкові.

5.2. Розрахунки й записи до роботи мають бути виконані в обсязі пунктів 4.1...4.27.

5.3. Схеми й ескізи виконуються олівцем.

 

 

6. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

  1. Розповісти про сучасні конструкції редукторів.

  2. Описати будову двоступінчастого циліндричного редуктора, виконаного за розгорнутою схемою.

  3. Перелічити основні розміри редуктора й записати співвідношення для їхнього визначення.

  4. Перелічити параметри, що характеризують редуктор із технічного боку й записати відповідні розрахункові залежності.

 

 

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

 

1. Деталі машин. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт: Навчально-методичний посібник для студентів інженерно-технічних спеціальностей: У 3-ьох ч. Ч.1 / Уклад. В.Байбула, Д.Коновалюк, В.Кралін; За ред. В.Байбули. – Луцьк: Ред.-видавничий від. ЛДТУ, 2002. – 36 с.

2. Детали машин. Атлас конструкций / Под ред. Д.Н.Решетова. – М.: Машино-строение, 1979. – 367 с.

3. Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А. Расчёт и проектиование деталей машин: Ч. 2. – Х.: Выща шк., 1988. – 142 с.

4. Расчет и проектирование деталей машин / Под ред. Г.Б.Столбина и К.П.Жукова. – М.: Высшая школа, 1978. – 247 с.

5. Цехнович Л.И., Петриченко И.П. Атлас конструкций редукторов. – Киев: Вища школа, 1990. – 151 с.

6. Павлише В.Т. Основи конструювання та розрахунок деталей машин: Підручник. – 2-е вид. перероб. – Львів: Афіша, 2003. – 560 с.

7. Коновалюк Д.М., Ковальчук Р.М. Деталі машин: Підручник: Друге видання. – К.: Кондор, 2004. – 584 с.

8. Коновалюк Д.М., Ковальчук Р.М., Байбула В.О., Толстушко М.М. Деталі машин. Практикум. Навчальний посібник. – К.: Кондор, 2009. – 278 с.