Інженерна механіка

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

 

ВИВЧЕННЯ КОНСТРУКЦІЙ ЦИЛІНДРИЧНИХ РЕДУКТОРІВ

 

Мета роботи: Вивчити основні конструкції циліндричних зубчастих редукторів, з’ясувати порядок складання, розбирання та регулювання їх вузлів. Скласти кінематичну схему редуктора та схему евольвентного зубчастого зачеплення, на яких показати основні параметри редуктора і зачеплення. Виконати заміри і розрахунки, що характеризують геометрію та кінематику циліндричних зачеплень.

 

1 Порядок виконання роботи

- дати опис конструкції редуктора;

- скласти кінематичну схему редуктора;

- зобразити схему зачеплення зубчастих коліс і вказати на ній основні геометричні параметри зачеплення;

- виконати необхідні заміри і розрахунки геометричних та кінематичних параметрів зубчастих передач циліндричного редуктора і заповнити таблицю основних параметрів редуктора;

- зробити висновки по роботі;

- відповісти на контрольні запитання;

- зарахувати лабораторну роботу у викладача.

 

2 Завдання для самопідготовки

Під час підготовки до роботи з’ясувати призначення і область застосування циліндричних зубчастих передач, ознайомитись з класифікацією циліндричних редукторів по розташуванню осей валів та розміщенню зубчастих коліс на валах, вивчити основні терміни, визначення і позначення геометричних, кінематичних та силових параметрів зубчастих циліндричних передач.

 

 

3 Основні теоретичні положення

Зубчасті редуктори – механізми, які складаються з однієї або більшого числа пар зубчастих зачеплень та призначені для пониження кутових швидкостей (частот обертання) і одночасного збільшення обертаючих моментів на веденому валі по відношенню до ведучого вала. Як правило, зубчасті редуктори виконуються у виді окремих агрегатів, які виготовлюються централізовано і мають досить високий ступінь стандартизації та уніфікації.

Основна силова характеристика редуктора це потужність, що передається (обертаючий момент) на веденому валі. Основна кінематична характеристика – передаточне число. Для досягнення різноманітних значень передаточних чисел промисловість випускає одно-, дво- і триступінчасті редуктори. Діапазон рекомендованих передаточних чисел одноступінчастого редуктора складає від 2 до 6,3 (8), двоступінчастого 8...40, триступінчастого 31,5...180 і більше.

В залежності від величини, умов і режимів навантаження, жорсткості валів, виду термообробки зубів коліс використовуються розгорнуті, роздвоєні або співвісні схеми взаємного розташування зубчастих коліс і опор редуктора. Кінематичні схеми найбільш розповсюджених редукторів представлено на рисунку 1.

Слід відмітити, що серед них, завдяки своїй простоті і компактності (найменший габарит по ширині), найбільш поширені двоступінчасті редуктори з розгорнутою схемою. Саме тому подібні редуктори розглядаються у даній роботі.

Ступіні у двоступінчастих циліндричних редукторах поділяють на швидкохідну і тихохідну, вали іменують як ведучий (швидкохідний), проміжний і ведений (тихохідний). У зв’язку з тим, що вали редуктора розраховані на передачу різних значень обертаючого моменту, то їх легко відрізнити по діаметрах. При визначенні геометричних параметрів зубчастих зачеплень прийнято позначати параметри, що відносяться до шестірні індексом “1”, а до колеса індексом “2”.

Для діаметрів кіл стандартом встановлені позначення: ділильний діаметр (коло, яке ділить зуб на головку і ніжку) - d, діаметр початкового кола (кола, які перекочуються одне по одному без ковзання) - d_w, діаметр основних кіл (кола, які утворюють евольвенти зубів) - d_b, діаметри кіл западин і кіл виступів відповідно d_f і d_a. Для не коригованих зубчастих зачеплень початкові та ділильні кола коліс співпадають.

Міжосьова відстань зубчастої пари являє собою суму початкових (ділильних) радіусів і, як правило, повинна відповідати стандартному значенню.

Відстань між однойменними точками профілів сусідніх зубів по дузі кола називають коловим (торцевим) кроком зубів. Для косозубих і шевронних зубів крім колового розрізняють нормальний крок зубів – найкоротшу відстань між зубами.

Лінійна величина, що в π разів менша за коловий крок (по ділильному колу) називається коловим (торцевим) модулем зачеплення, а лінійна величина, що в π разів менша за нормальний крок – нормальним модулем.

Модуль – основна характеристика розмірів зубчастих коліс. Для прямозубих колісзначення колового і нормального модулів співпадають і модуль позначається літерою m.

Модулі евольвентних зубчастих зачеплень стандартизовано, причому для косозубих і шевронних коліс по стандарту вибирають значення тільки нормального модуля, а величина колового модуля залежить тільки від кута нахилу зуба. Для косозубих коліс кут нахилу зуба рекомендують приймати в межах 8...22°, для роздвоєних схем і шевронних зачеплень він може бути 30° і більшим.

Важливим параметром зубчастих коліс є ширина зубчастого вінця, для різних видів розрахунків застосовуються коефіцієнти відносної ширини колеса b. Слід також відмітити, що коефіцієнт b_aψ приймається по стандарту.

4 Оснащення робочого місця лабораторної роботи

- редуктор циліндричний двоступінчастий;

- комп’ютер з програмним забезпеченням;

- файли з моделями зубчастих коліс;

- методичні вказівки по виконанню лабораторної роботи;

- звіт з лабораторної роботи;

- калькулятор.

5 Методика проведення роботи

1 Оглянути редуктор при знятій кришці. Визначити тип редуктора, з’ясувати кількість ступіней.

2 Скласти кінематичну схему редуктора (рис. 3). Виконати схему зачеплення зубчастих коліс редуктора (рис. 4).

3 Відкрити файли з моделями зубчастих коліс. Візуально визначити тип передач, напрям зубів коліс (праве або ліве) швидкохідної і тихохідної ступіней.

4 Для кожного колеса підрахувати кількість зубців, заміряти ширину вінця.

5 Визначити передаточне число кожної ступіні, основні геометричні параметри: міжосьову відстань, модуль, кут нахилу зуба, діаметри коліс.

6 Виміряти ширину шестірні 𝑏₁ і колеса 𝑏₂ швидкохідної ступіні і шестірні 𝑏₃ і колеса 𝑏₄ тихохідної ступіні (рис. 3), мм.

7 Виміряти діаметри шестерні і колеса швидкохідної і тихохідної ступіней, мм:

1) кіл вершин: 𝑑_𝑎1, 𝑑_𝑎2, 𝑑_𝑎3, 𝑑_𝑎4;

2) кіл западин: 𝑑_𝑓1, 𝑑_𝑓2, 𝑑_𝑓3, 𝑑_𝑓4.

8 Дані вимірювань та розрахунків занести до таблиці 1.

6 Вимоги безпеки

Під час проведення роботи виконувати правила загальної інструкції з охорони праці, наведеної у розділі „Загальні вимоги безпеки“.

 

7 Контрольні питання

1. Які розрізняють види зубчастих передач і де вони застосовуються?

2. Яке призначення циліндричного редуктора?

3. Від чого залежить кількість ступіней редуктора?

4. Які переваги та недоліки мають редуктори, що виконані по розгорнутій схемі; з роздвоєними ступінями; співвісні та інші?

5. Перерахуйте деталі і вузли, з яких складається циліндричний редуктор. Яке їх призначення?

6. Для чого необхідний зазор у підшипниках?

7. Чим викликана необхідність регулювання зазору в підшипниках?

8. Опишіть порядок розбирання та складання циліндричного редуктора.

9. Дайте визначення поняття «передаточне число» зубчастої передачі.

10. Дайте визначення поняття «передаточне число» редуктора.

 

8 Тестові завдання

1 Яке зубчасте колесо з пари зубчастого зачеплення прийнято називати терміном шестірня?

– менше по діаметру;             – більше по діаметру;

– завжди ведуче;                     – завжди ведене.

 

2 Чому, як правило, косозуба шестірня виконується з лівим, а колесо з правим напрямком зуба?

– для підвищення точності виготовлення;

– для забезпечення більшої жорсткості;

– для забезпечення більшої міцності;

– для забезпечення кращого контакту зубів.

 

3 Який напрямок зуба повинне мати циліндричне косозубе зубчасте колесо для зачеплення з колесом, що має лівий напрямок зуба?

– правий;                     – лівий;

– не має значення;      – залежить від кроку зачеплення.

 

4 Редуктор – це механізм...

– …із постійним передаточним числом;

– …із ступінчастим регулюванням передаточного числа;

– …із безступінчастим регулюванням передаточного числа;

– …із перемінним передаточним числом.

 

5 Яке співвідношення між торцевим і нормальним модулем справедливе для косозубого циліндричного колеса?

– торцевий модуль більше нормального модуля;

– торцевий модуль менше нормального модуля;

– модулі однакові;

– торцевий модуль вдвічі менше за нормальний модуль.

 

6 Вкажіть найбільш технологічний спосіб одержання заготовок для виготовлення сталевих зубчастих циліндричних коліс діаметром меншим 600 мм в умовах масового виробництва

– кування і штампування;     – точіння з прокату;

– литво;                                               – фрезерування.

 

7 Який із модулів циліндричних косозубого циліндричного колеса повинний відповідати держстандарту?

– нормальний; – торцевий;  – коловий;     – осьовий.

 

8 Чому дорівнює кут нахилу зуба прямозубої циліндричної передачі?

– 0°;         – 90°;             – 20°;              – 45°.

 

9 Який вал циліндричного двоступінчастого редуктора передає найменший обертаючий момент?

– ведучий;        – ведений;     – проміжний; – тихохідний.

 

10 Яке з циліндричних зубчастих коліс, як правило, має більшу ширину зубчастого вінця?

– шестірня;                              – колесо;

– ведуче колесо;                     – ширина вінців однакова.