1.Конструирование: понятие, основные этапы.

Конструирование – творческий процесс разработки конструкции изделия в документах. Основные конструктивные документы: 1) Расчетно-пояснительная записка 2)Чертежи и эскизы 3) Спецификации.

Основные этапы:

I. Техническое задание (изучение содержания, подготовка к работе).

II. Выявление технических решений. (анализ, схемы расчет передаточных отношений, частот вращений подбор электродвигателя.

III. Эскизный проект – проектные расчеты, эскизное компанование.

IV. Технический проект – проверочный расчеты, составляется чертеж.

V. Рабочая документация – составления пояснительной записки со всеми расчетами, спецификации, рабочих чертежей.

2.Привод: понятие, основные составляющие характеристики.

Привод – совокупность устройств, предназначенных для приведения в действие машин и механизмов. Основные составляющие: двигатель ( устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу) и передача (механизм, служащий для передачи и преобразования механической энергии от энергетической машины до исполнительного механизма.)

Различают привод: электрический – управляемая система предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую и обратно.

Гидравлический привод – насосы и гидродвигатели.

Пневматически привод – приведение в движение машин и механизмов посредством энергии сжатого воздуха.

Мускульный привод – приводимый в действие мускульной силой. (влосипед).

Привод характеризуется: мощностью, частотой вращения.

3.Конструирование привода: схема, последовательность действий.

Общая схема привода содержит электродвигатель, редуктор, соединительную муфту, открытую передачу (зубчатую или гибкой связью – ременную или цепную) и сварную раму.

Необходимыми исходными данными для компоновки привода являются размеры электродвигателя, редуктора, соединительной муфты и открытой передачи. Чертеж привода выполняют на листе формата А1, как правило в масштабе 1:2; 1:2,5; или 1:4, в двух проекциях, и оформляют как сборочный чертеж.

Соединение электродвигателя с редуктором осуществляется либо через муфту, либо с помощью ременной передачи.

Последовательность действий:

1. Выбор электродвигателя.

2. Уточнение передаточных чисел привода.

3. Определение вращающих моментов на валах привода.

4.Конструирование привода: анализ схемы, основные характеристики и параметры.

Общая схема привода содержит электродвигатель, редуктор, соединительную муфту, открытую передачу (зубчатую или гибкой связью – ременную или цепную) и сварную раму.

При передаче мощности имеют место ее потери на преодоление сил вредного сопротивления. Такие сопротивления имеют место в приводе: в зубчатой или червячной передаче, муфте, цепной или ременной передаче. Ввиду этого мощность на приводном валу будет меньше мощности, развиваемой двигателем, на величину потерь. Основные характеристики и параметры привода: КПД, мощность, передаточное число, вибрацией, шумностью, средой эксплуатации, срок службы.

---

5. Конструирование привода: распределение передаточных чисел.

Передаточное число редуктора вычисляют исходя из требований технического задания.

Предварительно выбирают частоту вращения электродвигателя

Вычисляют общее передаточное число привода:

Где –частота вращения электродвигателя.

– частота вращения на выходе привода.

Выбирают рекомендуемое передаточное число зубчатой или червячной передачи ????1.

После вычисляют передаточной число на цепной или ременной передаче.

U₂=U_общ/U₁

Далее выбирают электродвигатель и уточняют передаточные числа редуктора.

6. Конструирование привода: подбор электродвигателя.

Для выбора электродвигателя определяют требуемую его мощность и частоту вращения.

Потребляемую мощность (кВт) привода (мощность на выходе) определяют по формуле:

Тогда требуемая мощность электродвигателя:

Где

Здесь … - КПД отдельных звеньев кинематической цепи.

7.Конструирование привода: подбор муфты.

Муфтами называются устройства, которые предназначены для соединения деталей с целью передачи вращающего момента между ними.

Вследствие погрешностей изготовления деталей и погрешностей сборки валы, соединяемые муфтой, как правило, имеют смещения: Радиальное, Угловое, осевое.

Для приближенного расчета вращающего момента , нагружающего муфту в приводе, используют зависимость

– номинальный длительной действующий момент;

– динамическая составляющая момента;

К – коэффициент режима работы.

8. Конструирование редуктора: выбор схемы, последовательность действий.

Выбор схемы редуктора основывается на: нужном по расчётам привода передаточном отношении, от габаритов, затрат на производство, от конструкции машины в которой она будет применятся, конструкции привода.

Цилиндрический одно- (1,6…8) двух- (12,5…31,5) трёх ступенчатые + Применяются когда нужен высоки КПД, малая потеря мощности, меньший нагрев, отсутствие самоторможения. (бывают, шевронные, прямозубые, косозубые).

Червяные одно- (8…63), двух- (63…1000) +Меньше, отсутствие обратимости.

Конические (1…6,3) +Пересекающая ось возможность использовать с целью изменения направления кинетических передач.

Волновые (70…320) +Применяются, когда нужна меньшая масса, размер, более высокая точность с кинематической точки зрения.

Планетарные (3,15…8) Применяются, когда нужна компактность, легкость, высокий КПД.

Так же бывают сочетания Коническо-цилиндрические, Цилиндрическо-червячные.

Последовательность действий:

Цилиндрический редуктор: выбор схемы зависит от удобства общей компоновки привода относительно двигателя и рабочей машины.

Червячный редуктор (нижнее, верхнее, боковое расположении червяка): при окружной скорости 5 м/с – нижнее расположение червяка, при большей верхнее т.к. возрастают потери на разбрызгивание масла.

Конические редукторы: Колесо целесообразно располагать между двумя опорами.

---

9. Конструирование редуктора: составление компоновочных схем.

Разработка компоновочных схем происходит после определения межосевого расстояния, размера шестерни, колеса, червяка. При этом определятся расположение деталей передач, расстояния между ними, ориентировочный диаметр ступеней валов (в зависимости от вращающего момента на валах).

Далее чтобы поверхность вращающихся колес не задевала за внутренние поверхности стенок корпуса, между ними ставится зазор “a” в зависимости от расстояния между внешними поверхностями деталей. b0>3a между дном корпуса и поверхностью колеса или червяка. В двухступенчатых соосных редукторах определяется расстояние Ls между зубчатыми колесами. Расстояние между торцовыми поверхностями колес.

Выбираем тип и схема установки подшипников. Для опор цилиндрических колес чаще радиальные шариковые подшипники (2-3), если после расчетов на грузоподъемность подшипника окажется недостаточной, то конические. Для опор конических и червячных колес конические роликовые подшипники. Для опор червяка конические роликовые. Для опор плавающих валов радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами. По способности фиксировать осевое положения разделяют на фиксирующие и плавающие. Так же подшипники устанавливаются «враспор» или «врастяжку» - меньше вероятность защемления подшипников при повш. темпер. (деформации).

После определения диаметров валов, расстояния между деталями передачи, и выбора типа подшипников и схемы их установки приступают к вычерчиванию редуктора. Масштаб 1:1 миллиметровка.

10. Конструирование редуктора: определение основных размеров передач.

К основным размерам передачи относятся размеры червяка, колеса, шестерни.

Для определения делительного диметра колеса и шестерни в цилиндрической передаче, нужно модуль зацепления умножить на число зубьев колеса или шестерни и поделить всё это на косинус угла наклона зубьев.

Для червяной передачи:

d₁=q*m=8*6= 48мм – делительный диаметр червяка;

d_a1= d1+2m = 48+2*6 = 60 мм – диаметр вершин витков;

где q – коэффициент диметра червяка.

Расчет межосевого расстояния.

уточняем по ряду Ra40

Ширина колеса цилиндрической передачи:

ближайшее целое берём. ширину шестерни брать на 5мм больше

У червяка и его колеса так же находят ширину венца червячного колеса b₂ и длину нарезной части.

Так же к размерам передачи относятся диметры вершин и впадин колеса, шестерни и червяка.

11. Конструирование редуктора: определение основных размеров валов.

Диаметры валов определяются по формулам:

Для быстроходного:

конец вала табл. 24.27 или 24.28 в зависимости от конца вала.

диаметр под подшипники: кратно 5

диаметр базы подшипника: округляют по нормальным линейным размерам 24.1 Дунаев.

- высота заплечика. r-координаты фаски

Для тихоходного вала:

---

конец вала: табл. 24.27 или 24.28

диаметр под подшипники: кратно 5

диаметр базы подшипника: округляют по нормальным линейным размерам 24.1 Дунаев.

Для промежуточного вала:

конец колеса: округляют по нормальным линейным размерам 24.1 Дунаев.

диаметр базы колеса: округляют по нормальным линейным размерам 24.1 Дунаев.

для базы подшипника: кратно 5

размер фаски.

выступает за вешнюю плоскость крышки на длину

Длина участка вала d определяется по таблице 24.27 24.28.

12. Конструирование быстроходного вала редуктора.

Диаметры валов определяются по формулам:

Для быстроходного:

конец вала табл. 24.27 или 24.28 в зависимости от конца вала.

диаметр под подшипники: кратно 5

диаметр базы подшипника: округляют по нормальным линейным размерам 24.1 Дунаев.

- высота заплечика. r-координаты фаски

выступает за вешнюю плоскость крышки на длину

Длина участка вала d определяется по таблице 24.27 24.28.

13. Конструирование тихоходного вала редуктора.

Для тихоходного вала:

конец вала: табл. 24.27 или 24.28

диаметр под подшипники: кратно 5

диаметр базы подшипника: округляют по нормальным линейным размерам 24.1 Дунаев.

выступает за вешнюю плоскость крышки на длину

Длина участка вала d определяется по таблице 24.27 24.28.

14. Конструирование редуктора: выбор типа подшипников.

Для опор валов цилиндрических прямозубых и косозубых колес редукторов применяются чаще всего шариковые радиальные подшипники. Первоначально серии диаметров 2. Если при последующем расчете грузоподъемность подшипника окажется недостаточной, то принимают подшипники серии диаметров 3.

Конические и червячные колеса должны быть точно и жестко зафиксированы в осевом направлении. По этому, применяют конические роликовые подшипники, характеризуемые большой осевой жесткостью.

Для опор вала конической шестерни применяют конические роликовые подшипники т.к. нужна большая осевая жесткость.

Опоры червяка нагружены значительными осевыми силами. По этому применяют конические роликовые.

Для опор плавающих валов шевронных передач применяют радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами первоначально серии 2.

15.Конструирование редуктора: выбор схемы установки подшипников.

16. Конструирование корпуса редуктор: последовательность действий, основные элементы.

Основные элементы редуктора это: корпус, крышка корпуса, крышки подшипников, валы и колесо с шестерней.

Размеры корпуса определяются числом и размерами размещенных в нем деталей, относительное их расположение, значение зазора между ними. Ориентировочные размеры определяются при составлении компоновочных схем. В современных редукторах все выступающие элементы ребра жесткости вводят внутрь, в индивидуальном же проекте данные элементы выступали наружу.

Для удобства сборки редукторов корпуса выполняют разъемными. У цилиндрического редуктора по осям валов, у редукторов червячных по оси червяка.

---

После составления компоновочной схемы, оформляем приливы для подшипниковых гнезд, далее от оформляем фланец в месте разъема крышки редуктора от корпуса на котором должны будут быть спроектированы отверстия под болты.

Для фиксирования крышки относительно корпуса применяются штифты для предохранения крышки и корпуса от сдвига.

Оформляются опорные части корпуса (лапы). Места крепления корпуса к плите или раме располагаются на возможно большем расстоянии от друга, но в пределах габарита корпуса

Часто применяется картерная система смазывания. При которой корпус это резервуар для масла. Т.к. масло стареет, делаю отверстие для слива масла. Для больше габаритных редукторов желательно делать уклон дна до 1 градуса.

17. Конструирование крепления крышки редуктора к корпусу.

Для соединения крышки с корпусом используют болты с наружной шестигранной головкой или предпочтительнее, вины с цилиндрической головкой с шестигранным углублением «под ключ». В последнем случае получают наименьшую ширину фланца.

Размеры конструктивных элементов:

+r ширина фланца корпуса.

расстояние от уступа до центра болта

диаметр болтов, в зависимости вращающего момента на выходном валу.

При проектировании отверстий под болты (винты) есть следующие рекомендации:

- отверстия преимущественно по продольным сторонам,

-так же стараются максимально приблизить их отверстию под подшипники ( для увеличения жесткости соединения).

- минимальное расстояние между стенками близко расположенных отверстий 3…5 мм.

- на длинах боковых сторонах помимо болтов в районе подшипниковых гнезд устанавливают дополнительно болты на фланцах.

Для стопорения винтов можно применять герметики.

18. Конструирование корпуса редуктора: фиксация крышки относительно корпуса.

Отверстия в подшипниковом гнезде для установки подшипников должны иметь правильную цилиндрическую форму. При сборке редуктора возможно некоторое смещение крышки относительно корпуса, что вызовет деформацию наружных колец подшипников, имеющих малую жесткость. Для фиксации положения крышки относительно корпуса применяют штифты, которые должны располагаться на как возможно большем расстояние друг от друга.

d- диаметр крепежного винта.

Обычно применяют два конических штифта с внутренней резьбой для их последующего извлечения. Если же не возможно применять два конических применяют четыре цилиндрических штифта.

Поверхности сопряжения корпуса и крышки для плотного их прилегания штабрят ( снимают тонкий слой металла) и шлифуют. Для лучшего уплотнения узла покрывают тонким слоем герметика. Прокладки не применяются вследствие вызываемых искажений.

19. Смазывание передач.

Для смазывание передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора или коробки передач заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. Колесо при вращении увлекает масло за собой разбрызгивая его внутри корпуса. Образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей. До 12.5м/с применяют картерную. При большей скорости применяют циркуляционное смазывание, при котором зацепление смазывают струей масла, с помощью трубчатого сопла под давлением.

---

Смотрите также файлы

• Обработка металлов эезамен.docx

• записка переделка.docx

• БП с расчетом доходов для студентов КР 3 2018111.docx

• Рассчеты итоговые по БП.docx

• Контрольная работа ПиОФ.docx