УДК 621

Методические указания к выполнению расчетов цилиндрических редукторов по дисциплине «Детали машин» для студентов специальностей 7.090218 и 7.090202 Сост.: М.Ю. Бишко, Б.П. Рябов, Л.И. Цехнович. – Днепропетровск; НМетАУ, 2001. -55с.

Настоящие указания основаны на опыте современного редукторостроения и действующих стандартов, относящихся к зубчатым передачам и другим элементам редукторов, в применении к условиям учебного процесса. В работу включены краткие справочные таблицы, необходимые студентам для расчётов цилиндрических редукторов.

Предназначены для студентов специальностей 7.090218 – металлургическое оборудование, 7.090202 -технология машиностроения.

Составили:	М.Ю. Бишко, науч. сотр
	Б.П. Рябов, канд. техн. наук, доц.
	Л.И. Цехнович, д-р техн. наук, проф.
Ответственный за выпуск	В.П. Есаулов, д-р техн- наук, проф.
Рецензент	Г.Ф. Смирнов, канд. техн. наук, проф., зав. кафедрой прикладной механики (ДГТУЖДТ)

Подписано к печати 24.04.01. Формат 60x84 _1/16 Бумага типогр. Печать плоская. Уч.- изд. л. 3,23. Усл. печ. л. 3,18. Тираж 200 экз. Заказ № 86.

Национальная металлургическая академия Украины

49600, Днепропетровск-5, пр. Гагарина, 4

_____________________________________

Редакционно-издательский отдел НМетАУ

Работа над расчетом редуктора

В приводах металлургического оборудования двигатель соединяется с редуктором, как правило, посредством муфты, устройство которой обеспечивает компенсацию неточностей относительного положения соединяемых валов. По большей части это - зубчатая или втулочно-пальцевая муфта.

Если в задании приводится характеристика двигателя или его типоразмер, по которому легко найти необходимые сведения в справочнике, то эти данные принимают за исходные и рассчитывают привод в предположении, что номинальный вращающий момент на входном валу редуктора и номинальная скорость этого вала равны соответствующим величинам для двигателя.

Если в задании приводятся или по заданным величинам непосредственно определяются постоянный вращающий момент и частота вращения ведомого вала редуктора, то следует вычислить необходимую мощность двигателя, подобрать его по каталогу, а затем определить необходимое передаточное число редуктора в соответствии с частотой вращения двигателя.

Если задание предусматривает переменную нагрузку, то исходные данные для расчета деталей на выносливость принимаются в соответствии с графиком нагрузки, а для учета редких кратковременных перегрузок в расчет необходимо включить проверки запасов статической прочности.

Расчет редуктора охватывает все его элементы: зубчатые (червячные) передачи, валы, шпоночные или зубчатые соединения, опоры и корпусные детали.

Расчет начинается с разбивки передаточного числа и определения основных размеров проектируемой передачи. Универсального способа разбивки передаточного числа не существует. Разбивку можно производить исходя из различных предпосылок, и в результате приходить к различным пропорциям в размерах редуктора.

В обычных несоосных цилиндрических редукторах, если быстроходная передача выполняется с эвольвентным зацеплением, а тихоходная с зацеплением Новикова и если все три вала лежат в одной горизонтальной плоскости, можно принимать передаточные числа быстроходной и тихоходной передач приблизительно одинаковыми или в первой несколько больше, чем во второй. При этом между диаметрами колес первой и второй передач нет большой разницы, и удобно осуществляется смазка окунанием. Если межосевая линия быстроходной передачи перпендикулярна к межосевой линии тихоходной, то более удачные конструктивные соотношения получаются, когда передаточное число в первой меньше, чем во второй примерно в 1,3...1,6 раза.

В соосных редукторах с наружным зацеплением по большей части оказывается рациональным назначать для быстроходной передачи передаточное число в 1,5...2 раза больше, чем для тихоходной, а отношение для первой в 1,5...2 раза меньше, чем для второй. При таких соотношениях обе передачи, имеющие одинаковое межосевое расстояние, получаются более или менее равнопрочными.

В цилиндрическо-червячных редукторах передаточное число цилиндрической передачи обычно назначают не более 1,8....2, т.к. при больших его значениях очертания корпуса становятся в конструктивном отношении неудачными. В червячно-цилиндрических редукторах передаточное число цилиндрической передачи желательно, также из конструктивных соображений, не делать больше, чем 3...4.

Вообще следует иметь в виду, что к наиболее приемлемому решению приходят лишь просчитав ориентировочно основные параметры первой и второй ступеней в различных вариантах.

Размеры зубчатых (червячных) передач назначают окончательно по соответствующим стандартам. Желательно согласовать эти основные размеры с руководителем, потому что они кладутся в основу дальнейшего расчета так, что ошибки в них могут привести к необходимости переработки всего расчета. Полную проверку расчета руководитель производит после его завершения.

Важной особенностью любого конструкторского расчета является то, что последний выполняют параллельно с конструированием. Размеры, найденные из расчета, подвергают глазомерному контролю, часть размеров конструктору приходится назначать ориентировочно и затем делать расчет в форме проверки. Поэтому рекомендуется, параллельно с расчетом, выполнить эскизы рассчитываемых элементов, обязательно в масштабе, на бумаге в клетку или на миллиметровке.

Все инженерные расчеты на прочность основаны на приближенных представлениях и приближенных расчетных схемах. Поэтому в расчетах на прочность точные вычисления не имеют смысла. Проектируя редуктор, достаточно определить силы с точностью до 100 Н, напряжения до 1 МПа, а размеры, рассчитываемые из условий прочности, например, межосевое расстояние или диаметр вала - с точностью до 1 мм. Очень важно, во избежание значительных ошибок, параллельно с подсчетом на микрокалькуляторе или на логарифмической линейке производить приблизительный подсчет и сверять результаты. Получаемые из расчетов размеры необходимо сопоставлять между собой. Если рассчитанные размеры не гармонируют друг с другом, то это часто свидетельствует об ошибках в вычислениях. В случаях, вызывающих сомнение, следует посоветоваться с руководителем. Окончательно назначаемые посадочные размеры необходимо согласовать с ГОСТ 6636-69.

Исполнительные размеры зубчатых передач должны быть подсчитаны с большой точностью. Окружной модуль следует определять с точностью до 0,0001 мм, диаметры зубчатых колес до 0,01 мм, угол наклона с точности до одной минуты.

В расчетах обязательно должны быть включены все иллюстрации необходимые для его полного понимания, выполненные в полном соответствии с полученным заданием, размещением элементов редуктора и с размерами, найденными из расчета и принятыми окончательно. Все иллюстрации можно выполнить в небольшом масштабе, на страницах расчета.

Конструкцию редуктора следует разработать, воспользовавшись атласом конструкций, и выполнить на миллиметровке в одном из стандартных масштабов 1:1, 1:2, 1:2,5 или, если размеры редуктора этого требуют,1:4, 1:5.

При разработке конструкции особое внимание необходимо обратить на соразмерность элементов и их взаимное расположение. Необходимо точно придерживаться принятого масштаба, что при работе на миллиметровке не представляет затруднений.

Далее приводится, в качестве образца, расчет двухступенчатого цилиндрического редуктора с раздвоенной шевронной эвольвентной передачей в быстроходной ступени и с косозубой передачей с круговинтовым зацеплением Новикова в тихоходной ступени.

В этом примере расчеты зубьев выполнены на основе книг Д.Н Решетова [8], А.В. Павленко, Р.В. Федякина, В.А. Чеснокова [7] и ГОСТ 21354-87 с изменениями формального характера и некоторыми упрощениями, которые продиктованы педагогическими мотивами и небольшим объемом настоящего пособия. По тем же причинам нагрузки валов приняты сосредоточенными в средних плоскостях зубчатых колес. Перемещения пятен контакта не рассматриваются, потому что учет этих перемещений в дозаполюсном зацеплении приводит к значительным усложнениям, а на результаты расчетов влияет мало, так как колеса тихоходной ступени расположены далеко от опор.

Образец титульною листа расчета)

Министерство образования и науки Украины

Национальная металлургическая академия Украины

Кафедра прикладной механики