Основная часть
1.Назначение объектов производства и проектирования
Машиной принято считать устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов, информации, перемещения объектов и т. д.
Основное назначение машины — замена или облегчение физического и умственного труда. Многочисленные разновидности современных машин отличаются осуществляемыми с их помощью производственными процессами, а их сходство определяется наличием в них механизмов, предназначенных для преобразования движения. Поэтому к числу важнейших характеристик машин относится вид привода.
Привод машины занимает особое положение в технике, потому что без него механическое движение любого устройства невозможно. От рационального выбора кинематической схемы привода и правильного кинематического силового расчета во многом зависят такие важные требования, предъявляемые к проектируемым машинам, как увеличение мощности при тех же габаритах, повышение скорости и производительности, повышение КПД, а также минимальная масса и низкая себестоимость изготовления.
Наибольшее распространение в машинах получили механические приводы. При этом их конструктивные решения могут быть самые разные, поэтому дело конструктора — найти оптимальный вариант, в наибольшей степени соответствующий поставленной задаче. Механические приводы общего назначения из всех передаточных механизмов получили наибольшее распространение в приводах технологических и легких транспортных машин.
Редукторный привод — один из наиболее распространенных видов современных механических систем общепромышленного применения. От работоспособности и ресурса редукторов во многом зависит обеспечение требуемых функциональных параметров и надежности машины в целом. Неправильный выбор редуктора может привести к значительным экономическим потерям из-за внеплановых простоев, увеличения ремонтных затрат и т.д.
Двухступенчатый горизонтально-вертикальный коническо-цилиндрический редуктор предназначен для понижения частоты вращательного движения и для увеличения крутящего момента ,например,конвейера;состоит из следующих основных деталей: корпус 8 ,вал-шестерня 1, вал промежуточный 2, тихоходный вал 4, колесо зубчатое 5, колеко коническое 3, крышки корпуса 7 ,стакана подшипника 39; cтандартных изделий : крышек глухих 12,26 и крышек с отверстием для манжеты 29,15.
2.Анализ чертежа и конструкции сборочной единицы
Изделие в целом имеет простую компоновку и простое конструктивное решение, не вызывающее затруднение при сборке. Конструкция изделия допускает возможность его сборки из предварительно собранных узлов. Унификация отдельных деталей обусловливает повышение серийности выпуска, а следовательно снижение трудоемкости и себестоимости их изготовления.
2.1 На заводском чертеже приведены технические требования:
1. Редуктор залить маслом: индустриальное И-Г-А-46 ГОСТ 17479.4-87.
2. Неравномерный шум и чрезмерный нагрев редуктора не допускается.
3. Допускается эксплуатировать редуктор с отклонением от
горизонтального положения на угол до 5 . При этом должен быть
обеспечен уровень масла, достаточный для смазки зацепления и
подшипниковых узлов.
4. Плоскость разъёма покрыть тонким слоем герметика при окончательной сборке.
2.2 Корпус выполняется:
Разъёмным и неразъёмным
В горизонтальной плоскости или вертикальной.
В нашем случае , корпус- разъёмный в горизонтальной плоскости,
предсборку начинают с того, что соединяют основание и крышку корпуса с помощью 10 болтов, и позиционируют с помощью 2ух диагонально установленных штифтов. Для герметизации корпуса между неподвижными деталями устанавливается прокладка из картона или резины, между неподвижными и подвижными частями (вал-крышка) установлены манжеты. Для смазки колёс применяют масло, которое доставляется в зону контакта зубьев непосредственно в нижнюю часть колеса, находящуюся в масляной ванной. Для измерения уровня масла применяется масломерный щуп, для слива масла имеется сливное отверстие с пробкой.
Подшипниковые узлы закрывают закладными крышками подшипниковых узлов. Колёса на валах закрепляют с помощью шпоночного соединения.
Перед установкой на вал подшипника устанавливают распорные втулки.
Редуктор транспортируют с помощью 2ух расположенных на крышке корпуса «ушей». жесткость корпуса увеличена при помощи ребер жесткости.
После установки редуктора на место заливают масло, проверяют смазку для подшипников
Типовые редукторы, изготавливаемые по упрощённым технологиям и, как следствие, имеющие пониженные технические характеристики, уже не соответствуют высоким современным требованиям к долговечности и надёжности промышленного оборудования. Поэтому НТЦ “Редуктор” в 1998 году осуществил модернизацию большинства типовых редукторов и освоил производство новых модернизированных серий — Ц2-М, Ц2У-М, Ц2Н-М, РМ-М, РЦД-М и других.
В основу модернизации положен комплекс новых конструкторско-технологических решений по усовершенствованию зубчатых передач и технологии их обработки:
• повышение твёрдости и износостойкости рабочих поверхностей зубьев;
• применение зубошлифовки, снижение шероховатости поверхностей зубьев и повышение точности зубчатых передач на 1–2 степени;
• модификация зубчатых зацеплений.
Модернизированные редукторы, по сравнению с типовыми, характеризуются:
• повышенной в 1,6…3 раза долговечностью (при одинаковых нагрузках);
• способностью передавать повышенные (в 1,4 раза) нагрузки при одновременной повышенной сопротивляемости износу;
• пониженным шумом (на 4…12 дБА);
• кроме того, применение модернизированных редукторов взамен типовых не предполагает никаких дополнительных затрат, так как их габаритные и присоединительные размеры полностью совпадают.
Применение наших модернизированных редукторов на ряде российских предприятий горнодобывающей, металлургичской и других отраслей промышленности позволило решить многолетние проблемы, связанные с частыми поломками, преждевременым износом и ненадёжной эксплуатацией типовых российских редукторов.В современном машиностроении существует большое разнообразие кинематических схем редукторов, их форм и конструкций.
Редукторы делятся на цилиндрические (оси ведущего и ведомого валов параллельны), конические (оси валов пересекаются), червячные (оси валов перекрещиваются в пространстве). Встречаются и комбинированные редукторы, представляющие сочетание зубчатых (цилиндрических и конических) и червячных передач.
По числу пар передач редукторы делятся на одноступенчатые и многоступенчатые.
Обширный класс машин составляют производственные машины, которые преобразуют механическую работу, получаемую от двигателя, в работу, связанную с выполнением определенных технологических процессов. К ним, в частности, относятся машины по обработке металлов, древесины, почвы и др.
В производственных машинах необходим большой вращающий момент при угловой скорости, меньшей, чем у двигателя.
Слово «редуктор» корнями уходит в латинский язык и обозначает механизм который имеет в наши дни широчайшее применение практически во всех сферах деятельности современного человека. Дословно в переводе с латыни «редуктор» - это механизм отводящий назад приводящий обратно. На современном же техническом языке «редуктор» - это механизм входящий в приводы машин и служащий для снижения угловых скоростей ведомого вала с целью повышения крутящего момента. Ежедневно в мире работают сотни миллионов редукторов. Иногда необходимо получить различные угловые скорости выходного вала. Для этого в корпусе размещают несколько пар зубчатых колес с различными передаточными числами и специальный механизм переключения, который может включать по мере надобности ту или иную пару зубчатых колес. Такие передаточные механизмы называют коробками передач.
Кинематическая схема привода может содержать, кроме самого редуктора, открытые червячные и зубчатые передачи, цепные или ременные передачи. Указанные устройства являются наиболее распространенной тематикой курсового проектирования.
Устройства для повышения крутящего момента, исполненные в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами.
Редуктор как правило состоит из корпуса (чугунного, стального или алюминиевого), в котором помещены: валы зубчатые или червячные колеса, подшипники и другое. В некоторых случаях в корпусе редуктора помещены механизмы для смазывания зацеплений и подшипников, а также механизмы для охлаждения. Размещение опор валов редуктора в одном общем жестком корпусе обеспечивает постоянство относительного расположения осей валов, а это позволяет применять широкие колеса с малым модулем. Применение малых модулей, в свою очередь, приводит к увеличению точности и уменьшению шума при работе передачи, к снижению стоимости ее изготовления. Обильное смазывание способствует малому износу и повышает КПД редукторной передачи. Наличие корпуса обеспечивает безопасность работы редукторов. Этими достоинствами редукторов объясняется их вытеснение ими открытых передач.
Редуктор разрабатывают для привода определенного оборудования или по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу. Второй вариант свойственен для специализированных заводов, на которых образовано серийное производство редукторов. Планетарные и волновые редукторы позволяют создавать большие передаточные числа при малых габаритах.
Редукторы могут быть:
зубчатые или червячные;
одноступенчатые, двухступенчатые, трехступенчатые и т.д.
конические, цилиндрические, коническо-цилиндрические и т.д.
Смазка редукторов:
Смазка зубчатых (червячных) зацеплений и подшипников уменьшает потери мощности на трение, износ и нагрев деталей редуктора.
В редукторах с небольшими мощностью и скоростью зацепления смазываются из масляной ванны окунанием или разбрызгиванием. С этой целью зубчатое (червячное) колесо, червяк или вспомогательная деталь (разбрызгивающее кольцо) частично погружают в масло, заливаемое в корпус редуктора.
Редукторы большой мощности и быстроходные смазывают путем подачи масла насосом из ванны в зону зацепления. Подшипники смазывают разбрызгиванием жидкого масла из общей масляной ванны или густыми (консистентными) смазками, периодически закладываемыми в пространство подшипникового узла, защищенное от ванны редуктора и внешней среды уплотнениями.
Зацепления:
Если профиль зуба выполнен по эвольвенте окружности, такая передача называется - эвольвентной. С помощью эвольвентного зацепления можно сохранять при движении постоянное передаточное отношение, данный вид зацепления является зубчатым.
При этом закалены и подвергнуты финишной обработке зубья колес.
Эвольвентное зацепление при нагрузке передач имеет небольшой радиус кривизны и соответственно достаточно низкое контактное напряжение.
Когда профиль зуба выполнен только по окружности применяют зацепление Новикова, которое используют для передачи больших усилий с помощью зубчатых механизмов.
Главным недостатками передач с зацеплением Новикова являются следующие:
высотность стабилизации пятна контакта;
в один момент контактируют головка и ножка зуба
Вторую проблему, возможно, решить, нарезая колесо и шестерню с помощью одной червячной фрезы, таким образом, чтобы контактирующие стороны зубьев колеса и шестерни нарезались одной и той же стороной зуба этой же червячной фрезы.
Соединения:
Шпонкой называют стальной стержень, вводимый между валом и посаженной на него деталью — зубчатым колесом, шкивом, муфтой — для взаимного соединения и передачи вращающего момента от вала к детали или от детали к валу.
Шпонки делятся на две основные группы:
клиновые (с уклоном), дающие напряженные соединения
призматические (без уклонов), при применении которых получаются ненапряженные соединения.
Напряженными называют соединения, в деталях которых возникают напряжения в процессе монтажа, т. е. до приложения внешних сил.
По форме торцов различают клиновые шпонки с головкой, и без головки. Головка используется для выбивания шпонки при разборке с помощью клина. На вращающемся валу во избежание несчастных случаев головка шпонки должна быть закрыта. У клиновых шпонок рабочими являются широкие грани; по боковым граням имеется зазор.
Основной недостаток соединения деталей при помощи клиновых шпонок — наличие радиального смещения оси насаживаемой детали по отношению к оси вала, что вызывает дополнительное биение, Поэтому они применяются сравнительно редко — в основном в тихоходных передачах.
Призматические шпонки не имеют уклона. Их закладывают в паз на валу. Такие шпонки не удерживают деталь от осевого смещения по валу; с этой целью используют заплечики на валу, установочные кольца, стопорные винты и т. п. Призматические шпонки применяют в неподвижных и подвижных шпоночных соединениях. В последнем случае шпонку крепят к валу винтами; такая шпонка называется направляющей. По форме торцов различают призматические шпонки со скругленными и плоскими торцами.
Кроме перечисленных широкое распространение имеют шпонки сегментные, тангенциальные и специальной конструкции. Эти шпонки удобны при сборке и разборке, просты в изготовлении, но применимы при сравнительно небольших вращающих моментах. В отличие от клиновых, у призматических шпонок рабочими являются узкие грани.
Размеры шпонок должны обеспечивать передачу определенного вращающего момента. Размеры вала также зависят от передаваемого момента, поэтому размеры сечения шпонок и диаметров валов должны быть увязаны. Клиновые врезные, призматические и сегментные шпонки стандартизованы.
Канавки для шпонок вызывают существенное ослабление валов, так как создают значительную концентрацию напряжений. Для снижения концентрации напряжений, а также для лучшего центрирования деталей на валу и уменьшения напряжений смятия в шпоночном соединении (что особенно важно для подвижных соединений) применяют шлицевое (или зубчатое) соединение деталей с валом. Этот вид соединений получил в последнее время большое распространение.
Зубчатые соединения образуются выступами на валу и соответствующими впадинами насаживаемой детали. Вал и деталь с отверстием обрабатывают так, чтобы боковые поверхности шлицев или участки цилиндрических поверхностей (по внутреннему или наружному диаметру шлицев) плотно прилегали друг к другу. Соответственно различают шлицевые соединения с центрированием по внутреннему или наружному диаметру или по боковым поверхностям. Между цилиндрическими поверхностями, не являющимися центрирующими, оставляют зазор.
В зависимости от формы выступов и впадин различают: прямобочное соединение по ГОСТ 1139—80* (СТ СЭВ 188—75) с центрированием по наружному или внутреннему диаметру, а также по боковым поверхностям с четырьмя, шестью, восемью или десятью шлицами, треугольное и эвольвентное шлицевые соединения, при последнем боковые поверхности шлицев очерчены по эвольвенте.
Конструирование корпусов редукторов:
В корпусе редуктора размещаются детали зубчатых и червячных передач. При его конструировании должны быть обеспечены прочность и жесткость, исключающие перекосы валов. Для повышения жесткости служат ребра, располагаемые у приливов под подшипники. Корпус обычно выполняют разъемным, состоящим из снования и крышки. В вертикальных цилиндрических редукторах разъемы делают по двум даже по трем плоскостям. При конструировании червячных и легких зубчатых редукторов иногда применяют неразъемные корпуса со съемными крышками. Материал корпуса обычно чугун СЧ 10 или СЧ 15. Сварные конструкции из листовой стали Ст 2 и Ст 3 применяют редко, главным образом для крупногабаритных редукторов индивидуального изготовления. Толщина стенок сварных редукторов на 20-30 % меньше, чем чугунных.
Для предотвращения протекания масла плоскости разъема смазывают герметиком. Ставить прокладку между основанием и крышкой нельзя, так как при затяжке болтов она деформируется, и посадка подшипников нарушается.
Для захватывания редукторов при подъеме делают под фланцем основания приливы в виде крюков. Для снятия крышки делают крюки или петли на ней.
Для заливки масла и осмотра в крышке корпуса имеется окно, закрываемое крышкой. Для удаления загрязненного масла и для промывки редуктора в нижней части корпуса делают отверстие под пробку с цилиндрической и конической резьбой. Под цилиндрическую пробку ставят уплотняющую прокладку из кожи, маслостойкой резины, алюминия или меди. Надежнее уплотняет коническая резьба.
Маслоспускное отверстие выполняют на уровне днища или несколько ниже его. Желательно, чтобы днище имело наклон 1-2 ° в сторону маслоспускного отверстия. Для облегчения отделения крышки от основания корпуса при разборке на поясе крышки устанавливают два отжимных болта.
Подшипники закрывают крышками глухими и сквозными, через которые проходят концы валов. По конструкции различают крышки врезные и на винтах; материалом служит обычно чугунное литье СЧ 10 или СЧ 15. Редуктор и электродвигатель обычно устанавливают на литой плите или на сварной раме.
При конструировании корпусов редукторов в некоторых случаях стремятся к устранению выступающих элементов с наружных поверхностей. Бобышки подшипниковых гнезд убирают внутрь корпуса; крепежные болты размещают в нишах, располагая их вдоль длинных сторон. Крышки подшипниковых гнезд врезные.