Файл: Техническая механика.pdf

49 6. Округляя по ГОСТ 2185 значение а, определить значение начального межосевого расстояния a
w
1-й ряд: 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500 и т.д.;
2-й ряд: 71; 90; 112; 140; 180; 225; 280; 355; 450; 560 и т.д.
7. Определить коэффициент воспринимаемого смещения:
Если для передачи x
1
+ x
2
= 0, то y = 0, где x
1
и x
2
– коэффици- енты смещения шестерни и колеса соответственно.
8. Определить коэффициент уравнительного смещения:
9. Определить диаметры зубчатых колес, мм:
– делительные диаметры шестерни….…..
; колеса .……..…
;
– основные диаметры: шестерни .…..
; колеса...…..…
;
– начальные диаметры: шестерни .…..
; колеса …….…
;
– диаметры окружности вершин шестерни …….
а
; колеса…..…….
а
;
– диаметры окружности впадин шестерни …….
а
; колеса………….
а
Здесь по ГОСТ 13755 коэффициент высоты головки зуба
= 1; коэффициент радиального зазора с
*
= 0,25.
10. По результатам расчета выполнить построение зубчатого зацепления, используя конструкторский масштаб (см. рис. 2.10).
11. Указать на эскизе редуктора (рис.2.12) начальное межосевое расстояние и габаритные размеры.
12. Определить КПД редуктора по формуле:
цил
п
п
к
,

50 где
цил
п
= 0,97 - КПД закрытой цилиндрической зубчатой передачи;
η
п.к.
= 0,99 – КПД пары подшипников качения.
Оформить вывод к лабораторной работе.
Контрольные вопросы
1. Назвать основные геометрические параметры цилиндриче- ского зацепления.
2. Что показывает начальное межосевое расстояние?
3. Как определяется передаточное число цилиндрического за- цепления?
4. Как определяется модуль?
5. Что такое шаг зубьев по делительной окружности?
6. Что такое угол наклона зубьев для косозубого зацепления?
7. Что такое редуктор?
8. Какой параметр показывает изменение частоты вращения валов редуктора?
9. Как расположены оси валов?
10. Перечислить основные кинематические параметры механи- ческой передачи.
11. Что характеризует КПД редуктора?
12. Назначение габаритных размеров.
13. Как расположено зубчатое колесо относительно опор?
14. В чем преимущество косозубого цилиндрического зацепле- ния при сравнении с прямозубым?

51
КОНИЧЕСКИЙ ЗУБЧАТЫЙ РЕДУКТОР
Теоретическое введение
Коническими называются передачи, у которых ведущее и ведомое зубчатые колёса вращаются вокруг осей пересекающихся под углом Σ.
Наиболее распространены передачи с углом Σ = 90º (ортогональные пе- редачи). На рис. 2.13 представлен редуктор с конической прямозубой передачей, выполненной без смещения (х
1
= х
2
= 0), и соответствую- щая кинематическая схема.
Рис. 2.13. Одноступенчатый конический редуктор
Пересечение осей валов затрудняет размещение опор. Шестерню располагают консольно, а колесо несимметрично, что увеличивает не- равномерность распределения нагрузки по длине зуба. Поэтому нагру- зочная способность конической передачи на 25 % ниже цилиндриче- ской.
Кинематической характеристикой конической зубчатой передачи, как и других видов передач, является передаточное отношение i = n
1
/n
2
Передаточное число определяется как u = z
2
/ z
1
, где z
2
и z
1
– числа зубь- ев колеса и шестерни соответственно (z
1
min > 17 cos δ
1
), которые со- гласовываются со стандартным рядом по ГОСТ 2185.
Конические зубчатые колеса сложнее цилиндрических в изго- товлении и монтаже. Для нарезания конических зубчатых колес тре-

52 буются специальные станки и инструмент. Зубья конических колёс нарезают так же, как и цилиндрических – методом обкатки на специ- альных станках инструментом с прямобочным профилем.
Рис. 2.14. Разрез конической шестерни
Геометрические параметры конического колеса монотонно уменьшаются по мере приближения к вершине конуса, поэтому различают внешние, средние и внутренние параметры зацепления.
На рис. 2.14 изображен разрез конической шестерни. Параметрам внешних дополнительных конусов присваивают индекс е, внутрен- них – индекс i, средних – индекс m. Для обозначения параметров по конусу вершин используют индекс а, по конусу впадин – f, по дели- тельному конусу индекс отсутствует.
В обозначении диаметра необходимо включать три индекса, ука- зывающие на дополнительный конус (e, i, m), основной (а, f) и на ве- дущее (1) или ведомое (2) колесо. Например, d
fe1
– диаметр впадин шестерни по внешнему дополнительному конусу.
Все поперечные сечения зуба геометрически подобны. Высота зуба и модуль тоже монотонно уменьшаются по мере приближения к вершине конуса. Различают модули внешний m
е
, средний m
m
, внутрен- ний m
i
, а в произвольном заданном сечении m
x
Такими же индексами обозначают высоту зуба h в различных торцевых сечениях колеса. На практике за расчетное сечение при-

53 нято среднее сечение зуба, которому соответствует модуль – m
m
Внешний модуль m
е
согласуют с ГОСТ 9653.
Рис. 2.15. Коническое зацепление
На рис. 2.15 представлено коническое зацепление. Основные зависимости для расчета геометрических параметров конических прямозубых передач при δ
1
+ δ
2
= 90

определяет ГОСТ 19624.
Оборудование
В лабораторной работе используется типовой одноступенчатый ко- нический зубчатый редуктор, эскиз которого представлен на рис. 2.16.
Корпус редуктора состоит из литых чугунных основания 1 и крышек 2, которые между собой соединены винтами 3 с использова- нием пружинной шайбы 4. Для центрирования резьбовых отверстий корпуса применяют штифты 5.
Быстроходный вал-шестерня 6 входит в зацепление с зубчатым колесом 7, напрессованным на тихоходный вал 8. Оба вала редуктора имеют опоры –радиально-упорные роликовые конические подшип- ники 9 и 10. Подшипники на быстроходном валу установлены в ста-

54 кане 11. Подшипниковые узлы закрыты накладными крышками 2 и
12. В верхней части основания 1 имеется смотровой люк 13 для за- ливки масла и отдушина 14. Отдушина имеет сквозные отверстия для выравнивания давления в работающем редукторе с атмосферным. В редукторах данного типа назначают картерную систему смазки, кото- рая предусматривает наличие масляной ванны в основании 1. Для контроля уровня масла установлена пробка 15. Отработанное масло сливается через сливное отверстие 16. Регулировка конического за- цепления осуществляется набором регулировочных прокладок (ме- таллических дисков) 17 и 18, которые устанавливаются под соответ- ствующими крышками 2 и 12. Для крепления редуктора к раме при- вода в крышках 2 предусмотрены фундаментные лапы с отверстиями.
Лабораторная работа № 2.3
Цель работы – изучить конструкцию типового одноступенчато- го конического зубчатого редуктора, ознакомиться с компоновкой и назначением отдельных деталей, приобрести навыки по разборке и сборке редуктора.
Задание
1. Выполнить классификацию заданного редуктора.
1. Определить основные параметры зацепления.
3. Определить КПД редуктора.
Порядок выполнения работы
1. Выполнить неполную разборку заданного редуктора
(снять крышку корпуса), ознакомиться с его устройством и произве- сти классификацию редуктора по следующим пунктам:
– форма зубчатых колес (цилиндрическая, коническая);
– расположение зубьев (прямозубое, косозубое, круговое);
– расположение зубчатых колес относительно опор для каждо- го вала редуктора (симметричное, несимметричное, консольное);
– расположение осей валов (параллельное, пересекающиеся, пе- рекрещивающиеся).

55
Рис. 2.16. Одноступенчатый конический зубчатый редуктор

56 2. Вычертить кинематическую схему редуктора с указанием ва- лов и зубчатых колес редуктора.
3. Подсчитать числа зубьев шестерни z
1
и колеса z
2
и опреде- лить фактическое передаточное число редуктора:
ред
факт
Номинальное передаточное число
ред
получить присогласовании фактического значения со стандартным рядом по ГОСТ 2185:
1-й ряд 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5;
2-й ряд 1,12; 1,4; 1,8; 2,24; 2,8; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1; 9; 11,2.
Оценить отклонение:
ред
ред
факт
где
– минимальное значение из двух передаточных чисел.
Для одноступенчатых редукторов по ГОСТ 21301 фактическое значение передаточного числа не должно отличаться от номинально- го значения более чем на 3%.
4. Измерить по колесу внешний окружной шаг p
е
в миллимет- рах и определить внешний окружной модуль, мм:
расч
Полученное значение модуля округлить до ближайшего стандартного по ГОСТ 9653 и указать в отчете:
1-й ряд 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10;
2-й ряд 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7; 9; 11,25.
5. Определить углы делительных конусов, град:
- колеса δ
2
= arctg
ред
факт
;
- шестерни δ
1
= 90º – δ
2 6. Измерить ширину зубчатого венца колеса b в миллиметрах и определить следующие конусные расстояния:
– внешнее
;
– среднее R
m
= R
e
– 0,5b.
7. На эскизе редуктора (2.16) указать внешнее конусное расстояние
е
и габаритные размеры.
8. Вычислить средний окружной модуль, значение которого со стандартным рядом не согласовывают, мм:

57
е
е
9. Для стандартного значения внешнего окружного модуля вы- числить следующие характеристики зуба:
– внешняя высота зуба h
e
= 2,2 m
e
;
– внешняя высота головки зуба h
аe
= m
e
;
– внешняя высота ножки зуба h
fe
= 1,2m
e
10. Определить диаметры зубчатых колес, мм:
– внешний делительный диаметр шестерни d
e1
=
z
1
;
– внешний делительный диаметр колеса d
e2
=
z
2
;
– средний делительный диаметр шестерни d
m1
= m
m
z
1
;
– средний делительный диаметр колеса d
m2
= m
m
z
2
;
– внешний диаметр вершин зубьев шестерни
d
ae1
= d
e1
+ 2h
ae
cos(δ
1
);
– внешний диаметр вершин зубьев колеса
d
ae2
= d
e2
+ 2h
ae
cos(δ
2
);
12. Используя конструкторский масштаб, вычертить эскиз (см. рис. 2.15) шестерни или колеса (по указанию преподавателя).
11. Определить КПД редуктора по формуле:
п
п
к
, где
кон
п
= 0,95 - КПД закрытой конической зубчатой передачи; η
п.к.
=
0,99 – КПД пары подшипников качения.
Оформить вывод к лабораторной работе.
Контрольные вопросы
1. Дать сравнительный анализ конической зубчатой передачи с цилиндрической.
2. Понятия о внешних, средних и внутренних параметрах.
3. Как определить внешний окружной модуль зацепления?
4. Какие геометрические параметры зацепления необходимо согласовывать со стандартным рядом?
5. Как расположены оси валов?
6. Как расположена шестерня относительно опор?
7. Что характеризует КПД редуктора?

58
ЧЕРВЯЧНЫЙ РЕДУКТОР
Теоретическое введение
На рис. 2.17 представлены одноступенчатые червячные редук- торы с указанием соответствующей кинематической схемы. Червяч- ная передача относится к передачам зубчато-винтового класса. Наи- более распространены червячные передачи с углом перекрещивания валов Σ = 90º.
Передача состоит из червяка, то есть винта с прямолинейным
(архимедов червяк) или эвольвентным (эвольвентный червяк) профи- лем резьбы и червячного колеса с зубьями, торец которого имеет форму дуги, охватывающей часть червяка.
Рис. 2.17. Одноступенчатый червячный редуктор
Ведущим звеном в передаче является червяк. Червяк выполня- ется из легированной стали, где рабочая поверхность витков подвер- гается закалке для эвольвентного червяка до твердости HRC 50…55 с последующим шлифованием и полированием. Высокий класс шеро- ховатости и высокая твердость рабочей поверхности витков червяка при наличии смазки способствует благоприятной работе зацепления, в котором действует трение скольжения, т.е. витки червяка скользят по зубьям колеса. При этом уменьшается вероятность истирания бо- лее мягкого материала червячного колеса при больших относитель- ных скоростях скольжения.
На рис. 2.18 представлен архимедов червяк с правым наклоном винтовой линии и указаны его основные геометрические параметры.
Направление витков червяка может быть как правым, так и левым.
Число заходов червяка резьбовой (винтовой) линии определяется по его торцевой поверхности аналогично резьбовым соединениям.

59
Рис. 2.18. Архимедов червяк: d
1
– делительный диаметр; d
f1
– диаметр впа- дин; d
а1
– диаметр вершин; b – длина нарезной части; р
х
– осевой шаг; α = 20º – угол профиля витка;

– угол подъема линии витка