Лекции для студентов

Детали машин (курс лекций, часть 1)

Описание цилиндрического редуктора

 

Редуктор состоит из массивного чугунного корпуса, узлов зубчатых колес и шестерен с опорами, крышек подшипников и регулировочных колец (рис. 1.3).

Корпус служит для размещения в нем деталей передач, для обеспечения смазки зубчатых колес и подшипников, предохранения их от загрязнения и для восприятия усилий, возникающих в процессе работы механизма. Корпус должен быть достаточно прочным и жестким, так как в случае его деформации возникает перекос валов, что может привести к повышенному износу зубьев вследствие неравномерности распределения нагрузки и даже к поломке. Для повышения жесткости корпус усиливают ребрами, расположенными на участках размещения опор валов. Для удобства монтажа корпус выполнен разъемным. Плоскость разъема горизонтально проходит через оси валов. Нижняя часть корпуса называется картером 1, верхняя — крышкой 2. На крышке имеется смотровое окно 3, закрытое прямоугольной крышкой с отдушиной 4, которая служит для выравнивания давления внутри корпуса редуктора с атмосферным. В картере 1 имеется пробка 5 для слива масла и щуп 6 для замера его уровня. Картер и крышку соединяют болтами 7, 8, которые устанавливают с зазором.

Рис. 1.3. Редуктор цилиндрический двухступенчатый

Маслонепроницаемость корпуса и крышки редуктора достигается окрашиванием внутренней поверхности маслостойкой краской или нитроэмалью после очистки от песка и пригара, однако при этом ухудшается условие теплопередачи. Для предупреждения коробления чугунные корпуса и крышки подвергаются искусственному старению после предварительного чернового снятия металла механической обработкой на поверхностях разъема и в гнездах подшипников.

Плоскость разъема корпуса и крышки обычно обрабатывают шабрением. При сборке плоскости стыков смазывают жидким стеклом или щелочным лаком. При этом не рекомендуется ставить прокладки между корпусом и крышкой редуктора, так как они изменяют характер посадки подшипников качения.

В зубчатых редукторах, корпуса которых не имеют разъема по гнездам подшипников, не требуется тщательной обработки плоскостей стыка корпуса и крышки. При конструировании корпуса без разъема по оси валов необходимо иметь в виду, что наружный диаметр шестерни должен быть меньше наружного диаметра подшипника или стакана.

Зубчатые колеса служат для передачи вращательного движения. В редукторе РМ-250 применены цилиндрические косозубые колеса. По сравнению с прямозубыми косозубые передачи имеют повышенную нагрузочную способность и работают более плавно.

В косозубом зацеплении сила полного нормального давления раскладывается на три составляющие: окружное усилие F_t — направлено по касательной к начальным окружностям зубчатых колес; радиальное (распорное) усилие F_r — по радиусу к центру колеса и осевое усилие F_a — параллельно оси вала.

Зубчатые колеса редукторов в большинстве случаев изготавливают из конструкционной углеродистой или легированной стали с содержанием углерода от 0,1 до 0,6 % с последующей термообработкой, а при сравнительно больших размерах (колеса диаметром ≥ 500 мм) часто применяют стальное литье. Для колес открытых мало нагруженных передач часто применяют чугунное литье.

Колеса 10, 11 насаживают на вал по посадке, гарантирующей натяг в сопряжении. Со временем вследствие релаксации напряжений с колесом используют шпонки 12, 13. В отдельных случаях шестерни изготавливают заодно с валом, получая так называемые валы-шестерни. В данном редукторе в виде вала-шестерни выполнен быстроходный (входной) и промежуточный валы.

Подшипники служат для поддержания вращающихся валов. Подшипник качения состоит из внутреннего и наружного колец с желобами для качения шариков, комплекта шариков (роликов) и сепаратора, удерживающего шарики (ролики) на определенном расстоянии друг от друга. Подшипник надевают на вал по посадке, гарантирующей натяг, наружное кольцо — по переходной посадке. Это делается для облегчения осевых смещений валов при регулировке зацепления, а также для обеспечения поворота наружного кольца с целью уменьшения износа его дорожки. В данной конструкции применены радиальные шариковые подшипники 14, 15, 16. При действии значительных осевых нагрузок используют радиально-упорные шариковые или роликовые подшипники.

Между боковой крышкой и корпусом редуктора для регулирования осевого зазора подшипников качения и для компенсации ошибок линейных размеров сопряженных деталей, получающихся при их изготовлении, устанавливают набор регулировочных прокладок. Вместо прокладок можно применить кольца, установленные между боковой крышкой и наружным кольцом подшипника. Для компенсации ошибок изготовления кольцо по ширине шлифуют при сборке до нужного размера.

Для обеспечения возможности сквозной расточки гнезд противоположных подшипников их конструируют одного диаметра. Расточка гнезд подшипников должна быть выполнена с большой точностью, чтобы избежать перекоса осей, приводящего к неравномерности распределения нагрузки по длине зуба.

Редукторы с подшипниками качения обычно относятся к легкому и среднему типам. Подшипники качения имеют более высокий КПД, малые габариты по длине, упрощенную конструкцию гнезд, а также малое нагревание. Вопросы смазки подшипников качения решаются проще, чем подшипников скольжения.