ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
Г. гр. МЭО – 02
Практическая работа № 14
Тема: Общее назначение редукторов и их кинематические схемы
Цель: изучить назначение, виды и обозначения редукторов.
Задание:
1. Познакомится с общими сведениями о редукторах, их обозначением и видами.
2. Рассчитать крутящий момент тихоходного вала. Если, Рвх = 20 кВТ, wвх = 152 радс, и = 3.
3. По рис. 1 охарактеризовать каждую кинематическую схему, представленную на рисунке по плану:
- тип редуктора
- число ступеней
- относительное расположение валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные);
- особенности кинематической схемы (развернутая, соосная, с раздвоенной ступенью).
4. Выполнить кинематические схемы редукторов (рис. 2, рис. 3 стр. 7, 8); обозначить на схемах ведущий (быстроходный) вал, промежуточный вал, ведомый (тихоходный) вал, быстроходную и тихоходную ступени редуктора, подшипники, корпус.
5. Указать способы установки и фиксации зубчатых колес и подшипников, применяемые при сборке цилиндрического и конического редукторов.
Примечание: информация о конструкции и особенностях редукторов представлена на стр. 5-6. Задания этой практической работы необходимо выполнить обязательно, так как на экзамене будет подобная практическая работа.
Общие сведения
Машиной принято считать устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов, информации, перемещения объектов и т. д. Основное назначение машины - замена или облегчение физического и умственного труда. Первой машиной в современном понимании историки считают водяную мельницу - преобразователь энергии водяного потока в энергию вращения.
Многочисленные разновидности современных машин отличаются осуществляемыми с их помощью производственными процессами, а их сходство определяется наличием в них механизмов, предназначенных для преобразования движения. Поэтому к числу важнейших характеристик машин относится вид привода.
Виды приводов и типы редукторов.
Привод машины занимает особое положение в технике, потому что без него механическое движение любого устройства невозможно.
От рационального выбора кинематической схемы привода и правильного кинематического силового расчета во многом зависят такие важные требования, предъявляемые к проектируемым машинам, как увеличение мощности при тех же габаритах, повышение скорости и производительности, повышение КПД, а также минимальная масса и низкая себестоимость изготовления.
Наибольшее распространение в машинах получили механические приводы. При этом их конструктивные решения могут быть самые разные, поэтому дело конструктора - найти оптимальный вариант, в наибольшей степени соответствующий поставленной задаче. Механические приводы общего назначения из всех передаточных механизмов получили наибольшее распространение в приводах технологических и легких транспортных машин. Обобщенная схема механического привода рабочей машины включает в себя двигатель, передаточный механизм, рабочую машину и соединительные муфты. И поскольку угловые скорости вала двигателя и ведущего вала рабочей машины, как правило, не равны между собой, для согласования в механическом приводе применяется передаточный механизм, состоящий из набора механических передач.
Редукторный привод - один из наиболее распространенных видов современных механических систем общепромышленного применения. Редуктор предназначен для снижения угловой скорости вращения и увеличения вращающего момента. В корпусе размещены зубчатые или червячные передачи, неподвижно закрепленные на валы. Валы опираются на подшипники, размещенные в гнездах корпуса.
От работоспособности и ресурса редукторов и мотор-редукторов во многом зависит обеспечение требуемых функциональных параметров и надежности машины в целом.
Неправильный выбор редуктора может привести к значительным экономическим потерям из-за внеплановых простоев, увеличения ремонтных затрат и т. д.
Интересно, что изобретение многоступенчатого редуктора приписывают Архимеду. Открытие принципа построения механических редукторов позволило жителям его родного города Сиракузы "силой одного человека" сдвигать с места, вытащенные на берег вражеские корабли.
Современный редуктор - это законченный механизм, который соединяется с двигателем и рабочей машиной муфтами или открытыми механическими передачами.
Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: тип передачи (зубчатые, червячные, зубчато-червячные); число ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.); тип зубчатых колес (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т. д.); относительное расположение валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенности кинематической схемы (развернутая соосная, с раздвоенной ступенью и др.).
Чаще всего сегодня применяются цилиндрические редукторы, имеющие высокие нагрузочную способность и КПД: одноступенчатые, двухступенчатые развернутой, раздвоеной и соосной схем, трехступенчатые развернутой и раздвоенной схем.
Если компоновка машины и двигателя требует ортогонального расположения быстроходного и тихоходного валов (т. е. оси валов пересекаются под углом 90°), то применяются конические или коническо-цилиндрические двухступенчатые и трехступенчатые редукторы. При соосном расположении рабочей машины и двигателя оптимальны планетарные редукторы - наиболее легкие и компактные при больших передаточных отношениях. Но их нельзя использовать для точных механизмов из-за сложностей с выборкой зазоров. К тому же, инерционность планетарных редукторов выше, чем у цилиндрических, из-за большого момента инерции водила.
Редукторы, в которых использованы червячные передачи (червячные цилиндрические, глобоидные, спироидные, червячно-цилиндрические и цилиндро-червячные) могут обеспечить высокое передаточное отношение при низком уровне шума, но имеют низкие КПД и ресурс. Редуктор и электродвигатель часто объединяют в один компоновочный блок, который называют мотор-редуктором.
Как универсальные элементы привода, эти блоки находят свое применение практически во всех областях промышленности. Использование мотор-редукторов позволяет значительно упростить и удешевить конструкцию привода, снизить его габариты, а также затраты на обслуживание
Показатели качества редукторов, мотор – редукторов и вариаторов.
Для многоступенчатых редукторов и мотор-редукторов показателями назначения являются межосевое расстояние и радиус расположения осей сателлитов и задают их по величине выходной ступени с обозначением и Rт.
Обозначения редукторов
Тип редуктора определяется составом передач и положением осей вращения валов в пространстве. Для обозначения передач используют заглавные буквы русского алфавита по простому мнемоническому правилу:
Ц – цилиндрическая,
П – планетарная,
К - коническая,
Ч – червячная,
Г – глобоидная,
В – волновая,
КЦ - коническо-цилиндрический,
ЧЦ – червячно-цилиндрические
На рисунке 1а изображен одноступенчатый цилиндрический редуктор. Такие редукторы выпускают с прямозубыми, косозубыми и шевронными колесами.
Двухступенчатые редукторы выполняют по развернутой (рис.1б) и соосной схемам (рис.1в). Соосные редукторы удобны, если нужно получить одну линию валов соединяемых механизмов, имеют малые габаритные размеры по длине. В них достигается одинаковое смазывание колес из ванны, при этом увеличиваются габаритные размеры вдоль осей валов. Широкие редукторы обозначают буквой Ш, узкие – У, соосные - С.
Для улучшения условий работы тихоходной ступени используют редукторы с раздвоенной быстроходной ступенью (рис 1г). Редукторы с раздвоенной ступенью обозначаются буквой Ш.
Трехступенчатые редукторы выполняют по развернутой (рис.1и) и раздвоенной (рис.1к) схемам.
Если компоновка машины требует взаимной перпендикулярности осей входного и выходного валов применяют конические (рис.1е) или коническо-цилиндрические (рис. 1ж) редукторы.
Количество одинаковых передач обозначается цифрой. Оси валов, расположенные в горизонтальной плоскости, не имеют обозначения. Если все валы расположены в одной вертикальной плоскости, то к обозначению типа добавляется индекс В. Если ось быстроходного вала вертикальна, то добавляется индекс Б, а к тихоходному соответственно – Т.
Мотор – редукторы обозначаются добавлением спереди буквы М. Например, МЦ2СВ означает мотор – редуктор с двухступенчатой соосной цилиндрической передачей, где горизонтальные оси вращения валов расположены в одной вертикальной плоскости, здесь В не индекс, поэтому пишется рядом с заглавной буквой.
Обозначение типоразмера редуктора складывается из его типа и главного параметра его тихоходной ступени. Для цилиндрической, червячной глобоидной передачи главным параметром является межосевое расстояние; планетарной – радиус водила, конической – диаметр основания делительного конуса колеса, волновой – внутренний посадочный диаметр гибкого колеса в недеформированном состоянии.
Пример расшифровки обозначения редуктора Ц2 – 200 – 4:
Ц - цилиндрический редуктор
2 - двухступенчатый
200 – межосевое расстояние 200 мм
4 - передаточное отношение
Под исполнением принимают передаточное число редуктора, вариант сборки и формы концов валов.
Основная энергетическая характеристика редуктора – номинальный момент Твых, представляющий собой допустимый крутящий момент на его тихоходном валу.
Т вых. = Рвх × иh wвх
Рвх – мощность на быстроходном валу
wвх - угловая скорость быстроходного вала
и- передаточное число редуктора
h - КПД редуктора
На рисунке 1 показаны кинематические схемы наиболее распространенных зубчатых редукторов. На схемах быстроходный вал обозначен Б, промежуточные – П, тихоходный – Т.
В зависимости от числа ступеней, в которых происходит понижение угловых скоростей, различают редукторы одноступенчатые (рисунок 1, а, е), двухступенчатые (рисунок 1, б, в, г, д, ж) и трехступенчатые (рисунок 1, и, к).
Число ступеней редуктора выбирают в зависимости от общего передаточного числа up. Цилиндрические редукторы имеют следующее число ступеней в зависимости от величины up:
- одноступенчатые - up = 1,6… 6,3;
- двухступенчатые - up = 8… 40;
- трехступенчатые - up = 25… 60.
 |
Рисунок 1 - Кинематические схемы редукторов