Лабораторна робота № 4

Вивчення КОНСТРУКЦІЙ КОНІЧНИХ ЗУБЧАСТИХ РЕДУКТОРІВ

МЕТА РОБОТИ: Вивчити основні конструкції конічних зубчастих редукторів, з’ясувати порядок складання, розбирання та регулювання їх вузлів. Виконати заміри і розрахунки, що характеризують геометрію та кінематику конічних зачеплень. Скласти кінематичну схему редуктора та ескіз конічного зубчастого колеса, на яких показати основні параметри редуктора і зачеплення.

1 ВКАЗІВКИ З САМОПІДГОТОВКИ ДО РОБОТИ

1.1 Завдання для самостійної підготовки

Під час підготовки до роботи з’ясувати призначення і область застосування конічних зубчастих передач, ознайомитись з класифікацією передач та класифікацією конічних редукторів по розташуванню зубчастих коліс відносно опор валів. Вивчити основні терміни, визначення і позначення геометричних, кінематичних та силових параметрів зубчастих конічних передач.

1.2 Питання для самопідготовки

1 Дати визначення конічної зубчастої передачі.

2 Класифікація і основне призначення конічних передач.

3 Переваги та недоліки конічних зубчастих передач у порівнянні з циліндричними.

4 Специфіка геометрії конічної зубчастої передачі. Необхідність визначення зовнішніх і середніх параметрів.

5 Передаточне число конічної зубчастої пари, залежність кутів ділильних конусів від передаточного числа.

6 Сили в зачепленні конічної зубчастої передачі.

7 Матеріали, термообробка, заготовки, способи виготовлення конічних зубчастих коліс.

8 Розташування конічних зубчастих коліс на валах, обґрунтування необхідності застосування вала-шестерні.

9 Види регулювання, що виконуються в конічних зубчастих редукторах.

10 Як перевірити правильність регулювання конічного зубчастого зачеплення?

1.3 Рекомендована література

1. Деталі машин: підручник : затверджено МОН України / А. В. Міняйло та ін. – К.: Агроосвіта, 2013. – 448 с.

2 ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

1 Опис конструкції редуктора

Геометрія конічних зубчастих передач має свою специфіку. Одна з відмінностей конічних зачеплень від циліндричних полягає в тому, що замість початкових та ділильних циліндрів введені поняття початкових і ділильних конусів, як правило ці конуси співпадають, тому що кутове корегування для конічних коліс практично не застосовують. Сума кутів δ₁ і δ₂ складає кут між осями передачі, який, як правило дорівнює Σ = 90° (ортогональна передача). Слід відмітити, що прямий кут застосовують для тільки з міркувань зручності виготовлення корпусних деталей, при нарізанні ж самих зубчастих коліс значення міжосьового кута не рівне 90° не створює додаткових труднощів для технології.

Рисунок 1 – Параметри конічної зубчастої передачі

Перетини утворені поверхнями додаткових конусів - конусів, осі яких співпадають з осями коліс, а утворюючі перпендикулярні до утворюючих ділильних конусів називають торцевими перетинами.

Використовують поняття зовнішнього та внутрішнього додаткових конусів, які обмежують зубчатий вінець (шириною b) і також середнього додаткового конуса.

Для конічних передач характерне різне використання зовнішніх та середніх параметрів зачеплення. У зв’язку з тим, що найбільш зручно вимірювати, а тому й задавати розміри зубів по зовнішнім конусам, прийняті зовнішні параметри, які звичайно позначають індексом “е”. Це (див. рис. 1) зовнішня конусна відстань (R_е), зовнішній ділильний діаметр (d_е), а отже і зовнішній модуль зачеплення (m_e).

Для силових розрахунків вигідніше оперувати середніми параметрами (з індексом m), такими як середня конусна відстань (R_m), середній ділильний діаметр (d_m), середній модуль (m_m).

Слід пам’ятати,що для косих і кругових зубів розрізняють, крім того, торцевий (коловий) і нормальний модулі. Звичайно стандартним приймають зовнішній нормальний модуль. Для зубів, які виготовляються за допомогою немодульного різального інструменту допуску модуля. Для ортогональних конічних передач існує залежність кутів ділильних конусів і передаточного числа.

Для різних видів розрахунків застосовуються коефіцієнти відносної ширини зубчастого вінця.

Конічні зубчасті передачі використовують як і окремі складові механізмів машин, так і у виді редукторі механізмів які виготовлюються централізовано окремими агрегатами і мають високий ступінь стандартизації та уніфікації.

2 Основні характеристики редуктора

У порівнянні з циліндричними зубчастими редукторами конічні редуктори, як правило, мають одну ступінь і дуже часто їх передаточне число дорівнює одиниці, тобто такі редуктори призначаються лише для змінення напрямку передачі силового потоку.

Крім того конічні зубчасті передачі входять до складу комбінованих редукторів, найчастіше конічно-циліндричних двохступінчастих, за звичай у якості швидкохідної ступені.

Треба зауважити, що граничні передаточні числа конічних передач не повинні перевищувати 6,3 (рекомендовані числа від 1 до 5), це пов’язане з тим, що зі збільшенням передаточного числа різко зростають габарити передачі. Кінематичні схеми найбільш розповсюджених редукторів представлено на рисунку 2.

r.4.2.jpg

Рисунок 2 – Кінематичні схеми конічних редукторів

3 Порядок збирання, розбирання та регулювання конічного редуктора

Для правильного функціонування зачеплення конічна зубчаста передача потребує регулювання, виконання якого зводиться до переміщення одного з зубчастих коліс відносно осі. У зв’язку з великими значеннями осьових сил, вали коліс часто монтують на підшипниках, які теж підлягають регулюванню. Дуже важливим моментом для забезпечення точності зачеплення конічної зубчастої пари являється раціональна схема компонування зубчастих коліс відносно опор їх валів.

З рисунку 2 видно, що практично всі схеми компонування мають консольне розташування опор хоча б одного з валів. Це потребує підвищеної жорсткості валів і підшипникових опор, але дещо полегшує умови періодичного регулювання зачеплення. Крім того при компонуванні консольної опори вала у виді стакана значно легше вирішується проблема регулювання підшипників вала.

Перед установкою зубчастих коліс перевіряють міжосьовий кут і зміщення осей. Перпендикулярність осей перевіряють циліндричної оправкою і оправкою, що має два виступи, площини яких перпендикулярні осі. Щупом заміряють зазор між виступами. Поєднання осей перевіряють оправками, аналогічними оправками зі зрізаними до половини кінцями (рис. 3). При суміщенні оправок щупом заміряють зазор С між ними.

3 Порядок збирання, розбирання та регулювання конічного редуктора

У конічних коліс величини зазорів також вимірюють щупом або свинцевими дротами. Перевірку правильності зачеплення виробляють по плямі контакту, аналогічно перевірці циліндричного зачеплення. При цьому необхідно, щоб торцеві поверхні конічних коліс збігалися.

Рисунок 3 – Перевірка суміщення осей конічного редуктора

Напресованими колеса перевіряють на биття вінця, монтують передачу і домагаються збігу уявних вершин конусів. Попередню установку роблять по торцях коліс. Зачеплення регулюють зміщенням зубчастих коліс в осьовому напрямку, поки не вийдуть однакові бічній С "і радіальний проміжки по всьому колу. Зміщувати можна або одне колесо, або обидва. Знайдене правильне положення коліс фіксують набором прокладок або регулювальними кільцями, що закладаються між торцем колеса і уступом вала. При наявності радіально-наполегливих підшипників з регулювальними прокладками зачеплення регулюють зміщенням валу разом з колесом. Щоб не порушити при цьому зазорів в підшипниках, для зміщення коліс з-під одного підшипника прокладки виймають і перекладають їх до протилежного підшипника.

Правильність зачеплення перевіряють на фарбу. На зуби одного колеса наносять фарбу і прокочують колеса до отримання відбитка. При розташуванні відбитка не по центру зуба зачеплення регулюють.

Якщо зубчасте колесо, що сидить на осі II - II, зрушити вліво - в напрямку вершини початкового конуса, то зазори в зачепленні зменшаться. Якщо бічний зазор не можна виміряти щупом через утрудненого підходу до передачі, то користуються тонкими свинцевими пластинками, товщина яких в 15 рази перевищує величину необхідного зазору. Для цього відзначають крейдою три зуба, рівномірно розташованих по колу і вставляють між ними свинцеві пластинки. Потім обертають один з валів. Стискаючись між зубами, пластинки розплющуються. Вимірявши мікрометрів товщину кожної пластинки і обчисливши середнє арифметичне трьох вимірів, отримують значення бічного зазору.

Регулювання конічного зубчастого зачеплення в залежності від результатів перевірки на фарбу проводиться зсувом зубчастих коліс уздовж їх осей, що досягається додаванням або видаленням регулювальних прокладок. У конічних зубчастих коліс плями торкання повинні покривати середню частину бічної поверхні зубів не менше 30% їх висоти і 50% довжини.

Вимоги, що пред'являються до конічних зубчастих передач, як і прийоми їх складання і встановлення на валу, такі ж, як і циліндричних зубчастих коліс.

4 Типи зубчастих передач редуктора

Конічні зубчасті передачі використовуються для передачі обертання між валами з пересічними осями. Призначення конічних зубчастих передач - змінити міжосьовий кут розташування валів, що може поєднуватися зі зміною кутових швидкостей і моментів. Міжосьовий кут Σ зазвичай дорівнює 90°. Такі передачі називаються ортогональними.

Найбільш поширені конічні зубчасті передачі з круговим, прямим і тангенційним зубом (рис. 4).

Рисунок 4 - Типи конічних зубчастих коліс

Конічні передачі з круговим зубом, завдяки нахилу і бочкоподібної формі зубів, більш міцні, безшумні і допускають великі похибки при монтажі, ніж прямозубі.

Інженерна механіка (деталі машин)

Лабораторна робота № 4

Лабораторна робота № 4

Вивчення КОНСТРУКЦІЙ КОНІЧНИХ ЗУБЧАСТИХ РЕДУКТОРІВ