zhingarovskiy_a.n._izuchenie_mehanicheskih_peredach_2008

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

УХТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

А.Н. Жингаровский, Е.И. Кейн, Е.Л. Суровцев

ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ

Учебное пособие

3-е издание, исправленное

Рекомендовано учебно-методическим объединением Российской Федерации по образованию в области лесного дела в качестве учебного пособия для студентов вузов, изучающих дисциплину “Детали машин и основы конструирования”

Ухта 2008

3

ВВЕДЕНИЕ

Общие сведения о передачах

Передачей принято называть устройство для передачи энергии на расстояние. В курсе деталей машин изучаются лишь механические передачи вращательного движения, которые называют просто передачами. Другие виды механических передач, а также передачи электрические, гидравлические и пневматические изучаются в специальных курсах.

Механическая передача не только передает энергию от двигателя к рабочим органам машины, но и, как правило, преобразует скорости, силы, моменты, а иногда – характер движения.

Введение передачи между двигателем и рабочим органом машины обусловлено следующими главными причинами:

–требуемые скорости движения рабочих органов машины, как правило, не совпадают с оптимальными скоростями двигателей. Скорости двигателей обычно выше, тихоходные же двигатели с большими моментами громоздки и дороги;

–для большинства технологических и транспортных машин требуется возможность регулирования скорости и периодической работы с большими моментами при малых скоростях. Между тем, регулирование скорости двигателя не всегда возможно и экономично. Примером служит автомобиль, у которого при движении на подъем за счет передачи к ведущим колесам подводится больший момент, скорость же при этом снижается;

–двигатели выполняются для равномерного вращательного движения, а рабочие органы машины должны зачастую совершать движение по другому закону. Так, например, в швейной машине вращательное движение на входе в машину преобразуется передачами внутри машины в возвратно-поступательное движение иглы.

–двигатели не всегда могут быть соединены непосредственно

сисполнительными механизмами по соображениям безопасности, удобства обслуживания, из-за габаритов машины и т.п.;

–нередко одним двигателем требуется приводить в движение

сразличными скоростями несколько механизмов.

По способу передачи движения от ведущего звена к ведомому различают:

8

1 ИЗУЧЕНИЕ РЕДУКТОРОВ. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

1.1 Порядок выполнения работы

Работая в лаборатории, будьте осторожны, не повредите себе руки, не роняйте детали на ноги себе и товарищам! Не засоряйте лабораторные объекты! После изучения приведите лабораторный объект в первоначальное состояние и положите его на прежнее место. Инструменты в конце занятий сдайте преподавателю.

В конструкциях редукторов в очень большой степени реализованы машиностроительные элементы, которые изучаются в дисциплине "Детали машин". По этой дисциплине вам предстоит выполнить курсовой проект (курсовую работу), где вы должны будете от начала и до конца рассчитать и сконструировать редуктор. Поэтому выполнение настоящей лабораторной работы и последующих работ позволит вам осознанно воспринять теоретическую часть курса и успешно справиться с курсовым проектом.

Настоящая работа носит ознакомительный характер и предусматривает изучение всех редукторов, имеющихся в лаборатории, в том плане, как это даётся в описании работы.

Описание довольно объёмистое, поэтому в первом чтении его следует прорабатывать вне аудитории. Начинать чтение следует с раздела "Введение" к настоящему сборнику лабораторных работ, где содержатся основополагающие положения и зависимости, без которых трудно воспринять последующий материал.

Рекомендуется читать описание по отдельным пунктам, а затем смотреть редукторы именно в связи с прочитанным. Например, вы прочитали и осмыслили пункт "Общие сведения о редукторах". Затем посмотрите, какие из упомянутых в описании редукторов имеются в лаборатории, научитесь их безошибочно узнавать и отличать друг от друга. Затем читайте следующий пункт и смотрите, как прочитанное реализовано в металле и т.д. Старайтесь запоминать названия деталей, конструктивных решений, схем и т.д., встречающихся в тексте. Всё это составляет язык изучаемой дисциплины, без которого невозможно её успешное освоение.

После проработки описанным способом всех материалов, должно состояться собеседование с преподавателем. При положительном исходе собеседования вы получите редуктор для углублённого изучения и написания отчёта в соответствии с разделом 7 настоящего сборника.

Работа будет считаться зачтённой, если вы защитили отчёт, подготовили ответы на контрольные вопросы и имеете достаточное представление обо всех редукторах в лаборатории.

9

1.2Общие сведения о редукторах

1.2.1Редуктором называется агрегат, который содержит установленную в закрытом корпусе передачу (или передачи) зацеплением с постоянным передаточным отношением и который предназначен для понижения угловой скорости, а следовательно, повышения крутящего момента.

Такой же агрегат, но предназначенный для повышения угловой скорости, называется мультипликатором. По конструкции мультипликаторы принципиально не отличаются от редукторов. Их особенности обусловлены в основном высокими частотами вращения выходных звеньев. Мультипликаторы используются реже, чем редукторы.

Установка передачи в жестком закрытом корпусе обеспечивает высокую точность и стабильность расположения элементов передачи, лучшую смазку, меньший износ, защиту от попадания загрязнений. Поэтому в большинстве случаев применяют закрытые передачи – редукторы и мультипликаторы – вместо открытых передач. Открытые передачи используют при ручном приводе, а также при механическом приводе в тихоходных и громоздких машинах (подъемные краны, экскаваторы и т.п. ).

В редукторах применяют, как правило, зубчатые или червячные передачи и их комбинации, изредка применяются и цепные передачи.

1.2.2 Схемы исполнения редукторов весьма разнообразны /3, с.129/. Для удобства изучения разделим ре дукторы на следующие группы:

–редукторы с цилиндрическими зубчатыми колесами – цилиндрические (одно-, двух- и трехступенчатые);

–редукторы с коническими зубчатыми колесами – конические;

–редукторы с червячной передачей – червячные;

–редукторы комбинированные (коническо-цилиндрические, цилин- дро-червячные и т.п.);

–редукторы планетарные;

–мотор-редукторы с редукторами, перечисленными выше.

Промышленность выпускает ряд семейств стандартных редукторов общего назначения (цилиндрические одноступенчатые, цилиндрические двухступенчатые, коническо-цилиндрические, червячные и др.).

Весьма многочисленны также редукторы специального назначения, которые проектируются как составная часть вполне определенной машины (автомобиля, судна и т.п.).

10

1.2.3 Цилиндрические редукторы с прямозубыми и косозубыми цилиндрическими колесами получили наибольшее распространение.

Одноступенчатые цилиндрические редукторы (см. рисунок 1.1а) проектируют на передаточные числа до 10, но чаще – до

6,3.

Примечание – На рисунках редукторы представлены в виде их кинематических схем. Научиться читать эти схемы вам пом о- жет приложение Б.

В одноступенчатых редукторах преобладают колеса косозубые. Для передачи больших мощностей (сотни киловатт) их выполняют иногда шевронными.

Основное распространение получили двухступенчатые цилиндрические редукторы с передаточными отношениями от 3 до 50. Их выполняют чаще всего по развернутой схеме (рисунок 1.1б). Она обеспечивает простоту конструкции, но свойственное ей несимметричное расположение колес на валах приводит из-за деформации валов к перекосу этих колес и, как следствие, к неравномерному распределению нагрузки по длине зубьев (к концентрации нагрузки). Это обстоятельство вынуждает ограничивать ширину колес и повышать жесткость валов.

Схема с раздвоенной быстроходной ступенью (рисунок 1.1в)

позволяет улучшить условия работы наиболее нагруженной тихоходной ступени за счет симметричного расположения ее колес на валах. Для обеспечения равномерной нагрузк и обеих зубчатых пар быстроходной ступени их, во-первых, делают косозубыми с одинаковым по величине, но противоположно направленным наклоном зубьев, то есть придают им свойства шевронной пары, а, вовторых, один из валов устанавливают на подшипниках, не препятствующих его осевому перемещению под воздействием осевых сил (вал с такой установкой на подшипниках называют "плавающим" в осевом направлении).

Соосная схема по рисунку 1.1г позволяет расположить быстроходный и тихоходный валы на одной оси. Недостатки редукторов этого типа – увеличенный габарит вдоль осей и несимметричное расположение колес на промежуточном валу.

Трехступенчатые цилиндрические редукторы выполняют на передаточные числа от 40 до 160 и более. Их проектируют по простейшей развернутой схеме или по более совершенной схеме с раздвоенной промежуточной ступенью (рисунки 1.1д,е). Эта схема обеспечивает весьма благоприятные условия для работы быстроходной и тихоходной ступеней, так как их зубчатые колеса располагаются симметрично относительно подшипников и зубья колес нагружаются по длине равномерно.