Обладнання і прилади для виконання роботи

Лабораторна робота ДМ – 1

Вивчення конструкції зубчастого редуктора

Зміст роботи

1. Вивчення будови редуктора.

2. Визначення основних характеристик редуктора.

3. Регулювання підшипників редуктора.

Знання і вміння, отримані студентами при виконанні роботи, будуть корисними вчителю трудового навчання та спеціалістам автосправи в їх роботі , так як редуктор являє собою групу певним чином з'єднаних між собою деталей загального призначення, які широко застосовуються у верстатах, автотракторній та іншій техніці. В цій роботі студенти ознайомляться з конструкцією корпусів редукторів, зубчастих коліс, валів, способами установки і фіксації підшипників, їх змащення, набудуть навички в складанні та регулюванні підшипникових вузлів.

Загальні відомості

Редуктором називається механічний пристрій, виконаний як окремий агрегат, що містить у собі зубчасті або черв'ячні (а іноді ланцюгові) передачі і використовується для зменшення кутової швидкості і відповідно підвищення обертаючого моменту, що передається від ведучого валу до веденого.

Подібний пристрій, що використовується для підвищення кутової швидкості (відповідно зменшення обертаючого моменту) називається мультиплікатором (прискорювачем). Редуктори і прискорювачі мають стале передаточне число.

Редуктори поділяються на зубчасті, черв'ячні, планетарні, хвильові і комбіновані. На рис.1-1 наведено схеми найбільш уживаних одно та двоступінчастих редукторів: одноступінчастого із зубчастою передачею циліндричними колесами (а); двоступінчастого з послідовно розміщеними колесами (б), двоступінчастого співвісного (в), двоступінчастого зубчастого із роздвоєною швидкохідною ступінню (г); одноступінчастого з конічною зубчастою передачею (д); комбінованого двоступінчастого конічно-циліндричного (е) і одноступінчастого черв'ячного (ж).

Основні параметри зубчастих і черв'ячних редукторів стандартизовано.

На рис.1-2 зображено конструкцію горизонтального одноступінчастого редуктора з циліндричною зубчастою передачею. Ведучий (швидкохідний) вал 2 і ведений (тихохідний) вал З спираються на шарикові однорядні радіальні підшипники 13. Корпус 1 редуктора є основою для встановлення опор валів і повинен забезпечити правильне розміщення зубчастих коліс.

Рис. 1-1.

Рис. 1-2.

Кришка 4 з'єднується з корпусом болтами 16 і 18. Болти бажано розміщувати як найближче до осей валів. Щоб мати таку можливість у виливках корпусу і кришки передбачають спеціальні приливи 6 для головок болтів і гайок. Болти входять в отвори кришки та корпусу з зазором.

У площині розняття кришки і корпусу прокладку не ставлять, щоб не порушити посадок підшипників. Площини розняття часто пришабрують або змащують густим мастилом чи лаком. Щоб можна було відокремлювати кришку від корпусу при розбиранні редуктора, у кришці передбачено два різьбових отвори для відтискних гвинтів 15.

Для точного фіксування кришки корпусу на основі редуктора передбачено два конічних штифти 17. Для заливання масла в корпус та для огляду в кришці редуктора передбачено оглядовий отвір, закритий кришкою 8. Масла в корпусі має бути не менш як 0,3 … 0,8 літра на кожен кіловат потужності, що передається. Рівень масла контролюється маслопоказчиком 11. Для випускання масла з корпусу передбачено пробку 12. У кришці корпусу або оглядовому вікні встановлюють душник 9, що має ряд отворів для сполучення з зовнішнім повітрям внутрішньої порожнини редуктора. Душник виконує роль запобіжника проти підвищення тиску в корпусі внаслідок розширення повітря при нагріванні під час роботи редуктора.

У верхній частині кришки редуктора встановлюють вантажні болти (рим-болти), або роблять вушки 10, якими піднімають кришку при складанні і розбиранні, а також транспортують весь редуктор.

Рис.1-3.

На рис. 1-4 наведена конструкція горизонтального одноступінчастого редуктора з конічною передачею, а на рис. 1-7 зображена конструкція вертикального одноступінчастого редуктора з циліндричною зубчастою передачею. Їх будова аналогічна редуктору, показаному на рис. 1-2.

Мащення редукторів. Зубці коліс закритих передач змащуються рідким маслом, занурюючись у масляну ванну, або масло в зону зачеплення подається через спеціальні сопла. Змащування занурюванням можливе при коловій швидкості колеса до 12 м/с, оскільки при великих швидкостях масло відкидається з зубців відцентровою силою, крім цього підвищуються витрати на розмішування та розбризкування масла і на його нагрівання.

У черв'ячних редукторах для забезпечення змащування зачеплення нижнє розміщення черв'яка допускається при коловій швидкості до 4 м/с.

Рис. 1-4.

Колеса рекомендується занурювати в масло на глибину, яка приблизно дорівнює висоті зубця, а черв'яка - на глибину, що дорівнює висоті витка, при цьому рівень масла не повинен бути вищим центру нижнього тіла кочення підшипника. Якщо при такому рівні колеса (черв’як) не занурюються на величину яка дорівнює висоті зуб’їв (витків), то для змащення зачеплення використовують розбризкувачі (рис. 1-7).

При швидкості коліс до 4 м/с підшипники кочення змащують консистентними мазями. При цьому, для попередження видавлювання консистентних мастил із підшипникового вузла в корпус застосовують мазезатримуючі кільця 14 (рис.1-2), які обертаються разом з валом. При швидкості коліс більше за 4 м/с підшипники кочення змащують рідким маслом із спільної масляної ванни. Масло із ванни попадає у підшипники у вигляді бризок. Для захисту підшипників від попадання в них продуктів зносу застосовують обертові масловідбивні шайби 6 (рис.1-3).

У редукторах із косозубими колесами і в черв'ячних масловідбивні шайби також обмежують потік масла у підшипник.

Для запобігання витікання мастил з редуктора в кришках підшипників, через які виходять кінці валів, встановлюють ущільнення (сальники), якими служать кільця із фетру (азбесту, повсть) 7 (рис. 1-2) і гумові манжети 3 (рис. 1-3). Надійне ущільнення з мінімальними втратами на тертя утворюють лабіринтні і щілинні ущільнення (рис. 1-5).. Вони ефективно працюють при будь-якому способі змазування підшипників, практично при будь-якій швидкості, тому що не роблять опору обертанню вала. Щілинні ущільнення надійно утримують мастильний матеріал від витікання під дією відцентрової сили. Форми проточок щілинних ущільнень показані на рис.1-5. Розмір щілинних проточок а визначається при виборі відповідної кришки підшипника. Зазори щілинних ущільнень доцільно заповнювати пластичним мастильним матеріалом, що створює додатковий жировий заслін для попаданню ззовні пилу і вологи .

Рис.1-5. Форми щілинних канавок

Дуже ефективні контактні торцеві ущільнення сталевою шайбою (рис. 1-6).

Рис. 1-6.

А-А

Рис. 1-7.

Правильне встановлення підшипників кочення в підшипникових вузлах має велике значення для працездатності та довговічності підшипників.

У підшипників, за допомогою яких здійснюється осьова фіксація валів, має бути залишено зазор "D" (осьовий люфт валів) (рис.1-3), щоб забезпечити можливість осьового переміщення підшипників з валом при його нагріванні або охолодженні.

Величина зазору приймається для радіальних підшипників шарикових 0,2...0,5 мм, роликових 0,5...1,0 мм, радіально-упорних згідно табл. 1-І.

Зазор "D"встановлюють при складанні редуктора шляхом підбору комплекту регулювальних металевих прокладок 4 між торцями бабишек корпусу і фланцевими кришками 5 (рис. 1-3), або за рахунок переміщення регулювальним гвинтом зовнішнього кільця підшипника через самоустановне кільце (рис. 1-7).

Таблиця 1-1.

Діаметр отвору підшипника d, мм	Межа осьового зазору конічних підшипників, мм	Межа осьового зазору шарикопідшипників, мм
легка серія	середня серія	легка серія	середня серія
до 30	0,03...0,09	0,04...0,10	0,02...0,06	0,03...0,09
30-90	0,04...0,10	0,05...0,12	0,03...0,09	0,04...0,10
50-80	0,05...0,12	0,06...0,14	0,04...0,10	0,05...0,12
80-120	0,06...0,14	0,07...0,17	0,05...0,12	0,06...0,15

Обладнання і прилади для виконання роботи

Досліджуваний редуктор, комплект гайкових ключів, викрутка, молоток, кронциркуль, масштабна лінійка, штангенциркуль, штангензубомір, кутомір універсальний, креслення редуктора, фарба для отримання відтиску зуб’їв.

Порядок виконання роботи

1. Провести зовнішній огляд редуктора.

2. Скласти ескіз редуктора із знятою кришкою (без вказівки розмірів).

3. Вийняти з корпуса вали з насадженими на них деталями.

4. Ознайомитись з внутрішньою будовою редуктора, звернути увагу на спосіб мащення зачеплення і підшипників, конструкцію ущільнень, масловідбивних шайб або мазезатримуючих кілець, на вид опор (плаваючі, фіксуючі), тип підшипників і спосіб їх регулювання.

5. Шляхом замірів і розрахунків визначити основні розміри і параметри зубчастого редуктора і занести в таблицю звіту.

6. Скласти редуктор.

7. Відрегулювати зазор у підшипниках одного з валів в такій послідовності:

§ вибрати необхідний зазор у підшипниках в залежності від їх типу і серії (табл.1-1);

§ закрученням регулювального гвинта до кінця усунути зазор в підшипниках;

§ відвернути регулювальний гвинт на кут , який слід визначити за формулою

,

де

- прийнятний зазор, мм;

- крок гвинта, мм.

Контрольні запитання

1. Яке призначення редукторів?

2. Як класифікуються редуктори?

3. Які будова і принцип роботи редуктора?

4. Які існують способи мащення зачеплення і підшипників редуктора?

5. Для чого роблять ущільнення підшипникових вузлів, їх види?

6. Яке призначення мазезатримуючих кілець?

7. Яке призначення масловідбивних шайб?

8. З якою метою регулюють підшипники? Який порядок проведення регулювання підшипників?

9. Як регулюють підшипники ведучого валу і зачеплення в редукторі, зображеному на рис.1-4?

Література

1. Курсовое проектирование деталей машин. С.А.Чернавский и др. –М.: Машиностроение, 1987.

2. Гузенков П.Г. Детали машин. –М.: Высшая школа, 1987.

3. А.Е. Шейнблит. Курсовое проектирование деталей машин. –М.: Высшая школа, 2000.

4. Л.И. Цехнович, И.П. Петриченко. Атлас конструкций редукторов. –К.: Высшая школа,1987 .

Звіт

з лабораторної роботи ДМ – 1

Вивчення конструкції зубчастого редуктора

Студент________________________Курс__________________Група___________

1. Тип редуктора: ___________________________________________
2. Кінематична схема:

Кінематична схема

1. Ескіз із знятою кришкою без вказівки розмірів, але з переліченням деталей (специфікацією):

Ескіз

і т.д.
	шестерня
	корпус
Позиція	Найменування деталей	Кількість

1. Характеристика редуктора

Найменування параметрів	Позначення	Перший ступінь (швидкохідний)	Другий ступінь (тихохідний)	Операція
Міжосьова відстань				виміряти
Число зуб’їв шестерень				підрахувати
Число зуб’їв коліс
Кут нахилу зуб’їв, град				виміряти кутоміром або відбитком на папері
Передаточне число	u			розрахувати
Ширина вінців коліс, мм				виміряти
Ширина вінців шестерень, мм
Модуль нормальний, мм				розрахувати
Модуль торцевий, мм				розрахувати
Діаметр ділильного кола, мм				розрахувати

Примітка: - сума зуб’їв; ; .

1. Характеристика опор:

Вали	Тип опори	Підшипники	Тип кришок	Спосіб регулювання підшипників
номер	тип
ведучий
проміжний
ведений

Дані для регулювання підшипників

Підшипник	Зазор, мм
№	внутрішній діаметр , мм	серія			прийнятий

1. Опис регулювання підшипників ____________________________________________________ _________________
2. Характеристика ущільнення вихідних кінців валів ____________________________________ _________________
3. Характеристика пристроїв для захисту підшипників від попадання абразивних частин і попередження видавлювання мастила _______________________________________________ _________________
4. Спосіб мащення зачеплення коліс __________________________________________________ _________________
5. Спосіб мащення підшипників ______________________________________________________ _________________

”___” _____________200__ р. Підпис студента __________________

”___” _____________200__ р. Підпис викладача _________________

Лабораторна робота ДМ – 2

Визначення коефіцієнта корисної дії зубчастого редуктора

Мета роботи. Дослідити залежність коефіцієнта корисної дії (к.к.д) зубчастого редуктора від навантаження і швидкості обертання його валів.

Теоретичні відомості

При розрахунках приводів машин і механізмів потрібно знати величину коефіцієнта корисної дії передачі, який характеризує втрату нею потужності і таким чином їх економічність. Втрати потужності в зубчастих передачах виникають в результаті тертя між зуб’ями, в опорах, а також із-за перемішування масла обертаючими колесами при зануренні їх у масло.

Передачі з великим к.к.д. економічні в експлуатації. Тому при виборі передач завжди віддають перевагу передачам з великим к.к.д. Величина к.к.д. дає можливість судити про якість виготовлення передачі. Зниження к.к.д. в окремих екземплярах передач свідчить про порушення правил монтажу, неузгодження розмірів деталей, їх перекоси, або про дефекти виготовлення деталей (відхилення деталей від технічних умов по розмірах, твердості і т.п.). Таким чином, величина к.к.д. являється однією з важливих характеристик передач.

ДСТами встановлено наступні мінімальні значення к.к.д. для зубчастих передач з металевими механічно обробленими колесами (табл.2-1).

Таблиця 2 - 1. Значення к.к.д.

Степінь точності
Коефіцієнт корисної дії однієї пари не нижче	без урахування втрат у підшипниках	0,99	0,98	0,96	0,94
з урахуванням втрат у підшипниках	0,98	0,97	0,95	0,92

К.к.д. передач можна визначити дослідним шляхом, а для передач поширеного типу – і теоретично, використовуючи емпіричні і напівемпіричні залежності, отримані обробкою дослідних даних.

Коефіцієнт корисної дії редуктора визначається як відношення потужності на вихідному валу до потужності на вхідному валу , тобто

.

Потужність є добуток обертаючого моменту на кутову швидкість (P=T.ω), тоді

,

(2-1)

де

- передаточне відношення редуктора.

Таким чином к.к.д. редуктора можна визначити через обертаючі моменти і передаточне відношення.