Червячный редуктор с нижним расположением червяка и цепной передачей

 

Исходными данными для  расчета являются:

• Межосевое расстояние тихоходной ступени:
• Вращающий момент на тихоходном валу:

Толщина стенок корпуса.

Толщина стенки нижней части  корпуса:

 

Принимаем

Толщина стенки крышки корпуса:

 

Принимаем

Конструктивное  оформление фланцев корпуса.

Для соединения крышки с  нижней частью корпуса предусмотрены  фланцы по всему периметру плоскости  разъема. Фланцы объединяем с приливами  подшипниковых гнезд.

В конструкции корпуса, фланцы нижней части корпуса расположены  внутрь от стенки, а фланцы крышки –  наружу.

Размеры фланцев:

 

 

 

Принимаем

Конструирование стаканов и крышек подшипников.

Конструирование крышек. В качестве варианта конструктивного исполнения принимаем привентные крышки. Крепление к корпусу производим винтами с цилиндрической головкой и шестигранным углублением “под ключ” по ГОСТ 11738-84. Материал крышек чугун СЧ15. Определению подлежат основные размеры крышек.

Быстроходный  вал.

Принимаем

Толщина фланца Диаметр фланца Диаметр окружности расположения винтов Размер и число винтов принимаем

Размер канавки принимаем  по [1,с.402] по таблице 2П.4:

Толщину прокладок между  фланцем стакана и корпусом редуктора  принимаем 

По [1,с.478] по таблице 3П.22: глубина завинчивания винта в чугунный корпус запас глубины сверления при нормальном недорезе Приняв толщину пружинной шайбы для винта М8, определим длину винта По [1,с.431] таблице 2П.31 принимаем длину винта 25 мм. Посадка крышки в стакан с учетом установки манжеты H7/h8.

Тихоходный  вал.

Одна крыша глухая, другая с отверстием для выходного вала. Толщина глухой крышки толщину крышки с отверстием принимаем конструктивно с учетом ширины манжеты. Размер винта . Толщина фланца Принимаем Диаметр фланца Диаметр окружности расположения винтов   Толщину прокладок между крышкой и корпусом принимаем равной 2 мм, толщину пружинной шайбы для винта так же 2 мм, тогда

 

 

При нормальном недорезе Тогда окончательно

 

По [1,с.432] таблице 2П.31 принимаем длину винта 30 мм.

Посадка глухой крышки в  корпус H7/d11, крышки с отверстием и манжетой – H7/h8.

Конструктивное  оформление приливов для подшипниковых  гнезд.

Фланцы корпуса редуктора  объединены с приливами для подшипниковых  гнезд.

Размер прилива, расположенного внутри корпуса не зависит от типа крышки подшипника и определяется в  зависимости от диаметра растачиваемого отверстия под подшипник или  стакан (в случае конической шестерни).

Определим размер для подшипниковых  гнезд валов редуктора :

 

Размер прилива со стороны  установки крышки подшипника соответствующего вала: 

 

Крепление крышки к нижней части корпуса редуктора.

Для соединения крышки с  нижней частью корпуса редуктора  используем винты с цилиндрической головкой и шестигранным углублением  “под ключ” класса точности А. Применение данных винтов обеспечивает наименьшую ширину фланца.

Исходя из межосевого расстояния тихоходной ступени редуктора ( принимаем по [1,с.462] по таблице 3П.8 стяжные винты М14, а так же другие размеры, зависящие от данного диаметра:

Стяжные болты так же устанавливаются  вблизи стакана конической шестерни. В связи с тем, что боковая  сторона редуктора имеет значительную длину, рекомендована установка  стяжных винтов на ней такого же диаметра, на расстоянии (1,0…1,2)d.

Фиксирование  крышки относительно нижней части корпуса.

При сборке редуктора необходимо точно фиксировать положение  крышки относительно нижней части корпуса. Такое фиксирование достигается  штифтами, диаметр  которых выбирают по соотношению:

 

Где d – диаметр стяжного винта у подшипниковых гнезд.

Принимаем

На основании рекомендаций, изложенных в [1,с.467] в таблице 3П.14 необходимая длина штифта:

 

Принимаем длину штифта из стандартного ряда Обозначение штифта:

 

Конструирование опорной части редуктора.

Опорная часть корпуса  предназначена для крепления  редуктора к раме и выполняется  в виде платиков в пределах габарита корпуса по одному из вариантов, предложенных в [1,с.228] на рисунке 7.5.

Диаметр болтов для крепления  редуктора к раме и их число  принимаем:

 

Принимаем . Число фундаментальных болтов – 4.

 

Крышки люков.

Для контроля сборки и наблюдения за зацеплением передач предусматриваем  люк. Отверстие под люк принимаем  прямоугольной формы, как и закрывающую  его крышку. Под крышку необходима установка резиновых прокладок  толщиной 2 мм.

Проушины.

Проушины предназначены  для подъема крышки корпуса и  собранного редуктора. Их отливают заодно с крышкой. Принимаем один из вариантов  конструктивного исполнения проушин, представленных в [1,с.468] в 3П.15.

 

8. СМАЗЫВАНИЕ ЗАЦЕПЛЕНИЙ

При проектировании привода  смазыванию подлежат передачи (кроме  ременной) и подшипники. Цель смазывания – защита от коррозии, снижение интенсивности износа трущихся поверхностей, отвод тепла и продуктов износа, а так же снижение шума.

Смазывание  зубчатых передач.

Для смазывания закрытых зубчатых передач широко используют картерную  систему смазки – окунание зубьев колес в масло, залитое в корпус.

При картерном смазывании достаточно что бы погружено в  масло было одно колесо из смазываемой  пары.

Глубина погружения в масло  конического колеса – на всю длину  зуба. Тихоходная ступень, в данном случае, в масло не окунается.

Смазывание  подшипников качения.

В связи с тем, что скорость вращения зубчатых колес превышает  1м/с, то смазывание подшипников качения будет происходить при разбрызгивании масла зубчатыми колесами, образования масляного тумана и попадания масла в подшипники за счет стекания его с валов и стенок корпуса.

Установка мазеудерживающих колец не требуется, так как уровень  масла не превышает центра тел  качения подшипников.

В качестве наружных уплотнений подшипниковых узлов используем резиновую армированную манжету (по ГОСТ 8752-79).

Выбор сорта  масла.

В зависимости от контактного  напряжения в зацеплениях и окружной скорости передач принимаем масло  индустриальное И-Г-А-46. Этим же маслом за счет разбрызгивания будут смазываться  и подшипники редуктора.

Контроль  уровня масла.

Наблюдение за уровнем  масла в корпусе редуктора  проводится с помощью маслоуказателя. В проектируемом редукторе контроль уровня масла проводим с помощью  круглого маслоуказателя из прозрачного  материала, размеры которого принимаем  по [1,с.472] по таблице 3П.18.

Слив масла.

Для слива отработанного  масла в корпусе предусматриваем  сливное отверстие, закрываемое  маслосливной пробкой с цилиндрической резьбой, размеры которого представлены в [1,с.470] в таблице 3П.17.

 

9. ВЫБОР И ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ МУФТ

По условию курсового  проекта предложена муфта цепная, для соединения выходного вала редуктора  и лопастного вала.

При курсовом проектировании стандартную муфту проверяют  по условию:

 

Где  - коэффициент режима нагрузки;

           – крутящий момент на валу;

           - расчетный момент.

Номинальный крутящий момент передаваемый муфтой – 250 Нм.

Муфта удовлетворяет всем необходимым условиям эксплуатации.

 

10. КОНСТРУИРОВАНИЕ РАМЫ

 

По чертежу редуктора: =45мм; =368 мм; =333 мм; =333 мм; =17,6  мм; =200 мм.

Для создания базовой поверхности  под редуктор на раме предусматриваем

платики высотой =5 мм.

Ширину и длину платиков принимаем больше, чем длина и  ширина опорной поверхности редуктора на величину:

 

Принимаем  =4 мм.

Принимаем расстояние от платиков до края рамы в плане =8 мм.

Ширина B и длина рамы L:

 

 

Так как двигатель устанавливается  на раму вертикально, для крепления  под фланец двигателя предусматриваем  пластину 300х333х4 мм. С отверстием в  центре диаметром 230 мм. Отверстия под  крепежные болты для двигателя  выполняем по окружности диаметром 265 мм. Пластину привариваем сверху рамы на два швеллера.

Высота базовой конструкции  рамы:

                  Н=(0,08…0,10)L=(0,08…0,10)821,31=65,7…82 мм

При конструировании опорной  части редуктора был принят диаметр  болтов

dф М18. Диаметр отверстия в полке швеллера под болт =19 мм ([1,с.478], таблица 3П.22 приложения 3П).

Для крепления рамы к  полу цеха применяем фундаментные болты  с

коническим концом. При L=мм принимаем шесть болтов диаметром М20.

Размеры фундаментного  болта: D=32 мм, l=34 мм, Hб=200 мм, D0=40 мм.

Выбираем швеллер №14 ГОСТ 8240-89 с размерами: b=58 мм, h=140 мм, S=4,9мм.

Проверим условие привинчивания  болтов М18 (крепят редуктор к раме):

Е=(b-S)/2=(58-4,9)/2=26,55 мм > 1,25dф=1,25·18=22,5 мм.

Швеллер 14 подходит.

 

 

11 ВЫБОР ПОСАДОК

 

На сборочном чертеже  для основных сопряжений необходимо выбрать посадку, систему и квалитет. Пример выбора некоторых посадок  дан в таблице 11.1.

Таблица 11.1 – Рекомендуемые виды посадок

Сопряжение	Условное обозначение  по ГОСТ
Внутреннее кольцо подшипника на вал	jS5, k6, m6, n6
Наружное кольцо подшипника в корпус (или в стакан)	H7, N7, K7
Зубчатые колеса на валах	H7/p6, H7/r6, H7/s6, H7/k6, K7/h6
Шкивы и звездочки	H7/jS6, H7/h6
Стаканы под подшипник  качения в корпус редуктора	H7/h6, H7/k6, H7/jS6
Крышки подшипников в  корпус (или в стакан)	H7/h8, H7/f9, H7/d11
Распорные втулки на валах	F9/k6, D11/k6, D9/h9, D9/k6, H7/jS6
Распорные кольца	H8/h8
Полумуфты на валах	H7/k6, H7/r6, H7/m6, H7/n6
Шпоночная канавка в ступице  по ширине	D10, JS9, P9
Шпоночная канавка в ступице  по глубине	H12
Шпоночная канавка на валу по ширине	P9, N9, H9
Шпоночная канавка на валу по глубине	H12
Шпонка по ширине	h9
Шпонка по длине	h14
Шпонка в сборе в  ступице (по ширине)	D10/h9, JS9/h9, P9/h9
Шпонка в сборе на валу (по ширине)	H9/h9, N9/h9, P9/h9
Шпонка в сборе на валу (по длине)	H8/h14
Венец червячного колеса на ободе колеса	H7/r6, H7/s6, H9/x8
Шпонка цилиндрическая	H7/x8
Штифт стопорный на валу (неподвижный)	H7/m6
Штифт центровочный (крышка корпуса - основание корпуса)	H7/h6, JS7/h6
Отверстие в крышке подшипника под манжету	H8
Участок вала под уплотнение (манжету)	h11
Щелевое уплотнение	H11/d11
Шлицевое соединение в  сборе с центрированием по d	d – 8´36 H7/f7´40´7 D9/f8
Шлицевое соединение в  сборе с центрированием по D	D – 8´36´40 H7/jS6´7 D9/jS7
Шлицевое соединение в  сборе с центрированием по b	b – 8´36´40´7 F8/f8

 

 

 

12. СБОРКА И РЕГУЛИРОВКА РЕДУКТОРА

 

  1. Метод сборки. Редуктор собираем по сборочному чертежу и спецификации к нему. Принимаем наиболее прогрессивный метод сборки – поузловой.

На сборку идут детали, соответствующие  требованиям рабочих чертежей и  нормативно-технической документации и принятые техническим контролем.

2. Узел быстроходного вала. Подготовленные к установке подшипники – нагретые в масляной ванне до устанавливаются на вал по схеме «врастяжку». Вал вместе с подшипниками устанавливают в корпус. В шпоночный паз устанавливается призматическая шпонка и полумуфта.

3. Узел тихоходного вала. В шпоночные пазы устанавливаются призматические шпонки и напрессовываются зубчатые колеса. Затем в упор к цилиндрическим колесам устанавливаются распорные кольца. На концы валов аналогично устанавливаются шарикоподшипники.

4. Узлы валов. В подготовленный к сборке корпус редуктора, (окрашенный изнутри маслостойкой краской красного цвета) в гнезда подшипников устанавливаются собранные узлы валов. Плоскость разъем корпуса и крышки покрываются герметиком и устанавливается крышка корпуса. Устанавливают 2 конических штифта фиксирующих положение крышки. Затягиваются фланцевые и у подшипников узлы.

5. Подшипники. В подшипниковые гнезда устанавливаются распорные кольца, камеры, заполняются пластичной смазкой ЦИАТИМ-201. Устанавливаются подшипниковые крышки манжетами и закрепляются прижимными болтами.

6. Масло. В резьбовое окно корпуса устанавливается маслоспускная пробка. Заливается масло.

7. Смотровой люк. Смотровой люк закрывают крышкой и прокладке и закрепляют 4 болтами.

8. Регулировка. Редуктор подвергается регулировке и обкатке согласно требований технических усилий.

 

 

13. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

 

При освещении вопросов техники  безопасности во время монтажа и  в период эксплуатации редукторной  установки необходимо обратить внимание на следующие мероприятия.

Предусмотреть надежное крепление  электродвигателя и редуктора к  раме и рамы к фундаменту.

Вращающиеся детали (входные  и выходные концы валов, муфты) должны иметь защитный кожух.

Ременные, цепные, открытые зубчатые и червячные передачи должны быть ограждены (кожухом из листового  металла или мелкой металлической  сеткой).

Электрические провода должны иметь защитный экран (пропущены  через трубку).

Концы проводов (подвод к  электродвигателю) должны быть изолированы  и закрыты крышкой.