Федеральноеагентство по образованию
Муромскийинститут (филиал)
Государственного образовательного учреждения высшегопрофессионального образования
Владимирскийгосударственный университет
Факультет ФЭМ
Контрольнаяработа
по основампроектирования и конструирования
На тему:Одноступенчатые редукторы. Сварные соединения
Руководитель:
Лазуткина Н.А.
Выполнил:
Студент группы Эз-109
Подзорова Ольга
2010
Значение машин длячеловеческого общества чрезвычайно велико. Машины освобождают людей отфизической работы, максимально повышают производительность их труда,способствуют улучшению качества изготовляемой продукции и снижению еесебестоимости.
Одно из главныхтребований, предъявляемых к машинам в обществе – всемирное облегчение условийтруда рабочих.
Одноступенчатыередукторы
Редуктор – этомеханизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, заключенный в отдельныйзакрытый корпус и работающий в масляной ванне.
Редуктор предназначендля понижения частоты вращения и соответственно повышения вращающегося момента.Механизм для повышения частоты вращения, выполненные в виде отдельногоагрегата, называются ускорителями или мультипликаторами.
Редукторыклассифицируются по следующим признакам:
· Потипу передачи – на зубчатые, червячные и зубчато-червячные;
· Почислу ступеней — на одноступенчатые (когда передача осуществляется одной паройколес), двух-, трех- или многоступенчатые;
· Потипу зубчатых колес – на цилиндрические ( с прямым или косым зубом), конические(с прямым или криволинейным зубом), коническо-цилиндрические и т. д.;
· Порасположению валов редуктора в пространстве – на горизонтальные, вертикальные,наклонные;
· Поособенностям кинематической схемы – на развернутую, соосную, с раздвоеннойступенью.
Конструктивныеособенности одноступенчатых редукторов.
Цилиндрический редуктор
На рис. 1 показан общийвид одноступенчатого горизонтального редуктора с цилиндрическими колесами дляпередачи вращающего момента между двумя параллельными валами. Основнаяхарактеристика данного редуктора: передатное число u= 4; предаваемая мощность Р = 3 кВт; частота вращения шестерни n1= 1430 мин-1; зубчатая передача: z1=25; z2= 100; m = 2 мм; межосевоерасстояние а = 125 мм.
/>
Рис. 1.
Редуктор состоит иззубчатой передачи, смонтированной на валах с подшипниками в литом чугунномкорпусе. Корпус состоит из двух частей: нижней части – картера и верхней –крышки. Разъем горизонтальный, в месте соединения поверхности пришабрены, приокончательной сборке покрыты герметиком; собирают корпус без прокладок. Крышка скартером скрепляется болтами. Положение крышки относительно корпуса фиксируетсядвумя коническими штифтами, расположенными по диагонали.
В связи с малымколичеством зубьев шестерни ее изготовляют вместе с ведущим валом(вал-шестерня). Колесо посажено на ведомый вал по посадке Н7/р6 (система ISO)с дополнительным креплением призматической шпонкой.
Смещение колесаограничивает с одной стороны буртик ведомого вала, а с другой – распорноекольцо, внутреннее кольцо подшипника и наружное кольцо подшипника, котороеупирается в крышку. Ведомый вал установлен на двух радиальных шарикоподшипниках.Эти подшипники можно регулировать подбором прокладок под закладной крышкойподшипника. При правильно отрегулированных подшипниках вал должен легковращаться от руки, без заметного осевого смещения.
Ведущий вал-шестернятакже установлен на двух радиальных шарикоподшипниках. Их регулировкаосуществляется в случае необходимости также подбором прокладок под закладнойкрышкой подшипника. Смазка передачи осуществляется разбрызгиванием жидкогомасла, заливаемого через смотровое отверстие в крышке корпуса. Уровень маслапроверяют жезловым маслоуказателем. Отработанное масло спускают черезотверстие, расположенное в нижней части корпуса. Это отверстие закрываетсярезьбовой пробкой, установленной с прокладкой.
Верхняя смотроваякрышка редуктора снабжена ручкой – отдушиной, отверстие в которой соединяетзакрытую полость редуктора с атмосферой, что предотвращает создание вовнутренней полости редуктора зоны повышенного давления, вызываемого нагревомчастей редуктора в процессе работы.
Смазка подшипниковпроизводится тугоплавкой смазкой при сборке редуктора. Эта смазка периодическизаменяется. Чтобы жидкое масло не попадало в подшипники, во внутренней частиредуктора на ведущем валу установлены маслоотражательные кольца. Посколькуведомое зубчатое колесо намного больше диаметра гнезда под подшипником, жидкоемасло не будет интенсивно забрызгиваться в гнездо этого подшипника, иустановить подобные кольца на ведомом валу нецелесообразно. Для удержаниясмазки в подшипниках и для защиты их от пыли и грязи на валах редуктора взакладных крышках установлены манжетные уплотнения. Для подъема редуктора в егокорпусе сделаны приливы-захваты, а также в крышке выполнены аналогичные приливыс отверстиями троса. В нижний фланец крышки редуктора ввернут болт, упирающийсяв верхнюю плоскость фланца корпуса. При необходимости оторвать крышку откорпуса болт вворачивается в крышку, нарушая герметичность.
Конический редуктор
На рис. 2 показанодноступенчатый горизонтальный редуктор с коническими колесами. Он предназначендля передачи вращающего момента между двумя валами, пересекающимися под углом900. Основная характеристика данного редуктора: передаточное число u=2,5;передаваемая мощность Р1=1 кВт; частота вращения шестерни n1=960мин-1; зубчатая передача: z1=20;z2=50;mmax=5 мм; высота центровведущего и ведомого валов – 105 мм.
/>
Рис. 2
В литом чугунном корпусес горизонтальным разъемом смонтирована коническая пара зубчатых колес. Колесопосажено на ведомый вал с призматической шпонкой по посадке Н7/r6.Шестерня выполнена заодно с ведущим валом. Для восприятия радиальных и осевыхнагрузок оба вала смонтированы на радиально-упорных конических роликовыхподшипниках. Положение колеса на валу определяется заплечиком вала, с однойстороны, а с другой – маслоотражательным кольцом, подшипником и крышкойподшипника.
Ведущий вал-шестернявместе с подшипниками смонтированы в специальном стакане. Набор деталей(маслоотражательные кольцо – кольцо подшипника, дистационные втулки – кольцо подшипника)затянут круглой шлицевой гайкой, зафиксированной на валу стопорной шайбой,наружная лапка которой отогнута в одну из прорезей гайки. Предварительныйосевой натяг, имеющий большое значение для правильной работы радиально-упорныхроликоподшипников, обеспечивается здесь положением крышки, упирающейся вовнешнее кольцо наружного роликоподшипника. С помощью шлицевой гайки и крышки осуществляютпериодическую подтяжку подшипников в процессе работы.
Подшипники ведомоговала устанавливают и регулируют подбором прокладок под крышками подшипников.
Сборка ведущего вала сшестерней производится сперва отдельно, в стакане. При этом правильное вращениевала обеспечивается подбором прокладок под крышками подшипников.
Собранный иотрегулированный ведущий вал с шестерней вставляют в редуктор, после чегорегулируют правильность зацепления конических колес. Перемещение шестерниосуществляют подбором количества прокладок между корпусом редуктора и буртикомстакана. Правильность зубчатого зацепления проверяется по краске (синька,разведенная в масле), которой смазывают зубья одного из колес. Величинаплощадки контакта определяется нормой точности по заданной степени точностиколеса.
В остальном конструкцияданного редуктора не отличается от ранее описанной.
Червячный редуктор
На рис. 3 показанчервячный редуктор с верхним расположением червяка, он предназначен дляпередачи вращающегося момента двумя перекрещивающимися под углом 900валами.
Редуктор рассчитан напередачу мощности Р1=15 кВт, при частоте вращения червячного вала n1=1450мин-1, передаточном частоте u=16(отношение z2:z1 =32: 2), межосевом расстоянии аὡ=160мм.
/>
Рис. 3
Корпус редуктора литойчугунный с ребрами, увеличивающими теплоизлучение, необходимое для охлаждениячервячной пары. В червячных редукторах большие осевые усилия на валах, поэтомуподшипники применены радиально-упорные. О регулировке подшипников было сказановыше.
Червячное колесо вцелях экономии дорогостоящей бронзы сделано составным: венец – из бронзы,ступица – из чугуна. Для подъема редуктора в корпусе предусматривают устройстводля захвата канатом или тросом. Для подъема крышки ввернуты специальныегрузовые винты, так называемые рым-болты. Размеры грузовых винтов подбирают взависимости от массы редуктора.
Редуктор являетсяшироко распространенным механизмом, используемым в приводах современных машин.Будучи сравнительно простым по конструкции, редуктор, тем не менее, требует припроектировании определенных навыков, является базовой моделью для развитияпервоначального конструкторского мышления в процессе обучения конструированию.
Сварные соединения
Сварка – этотехнологический процесс соединения металлических деталей, основанный наиспользовании сил молекулярного сцепления и происходящий при сильном местномнагреве их до расплавленного (сварка плавлением) или пластического состояния сприменением механического усилия (сварка давлением). Она является одним изсамых распространенных современных прогрессивных способов получения различныхмашиностроительных, строительных и других конструкций. Сваркой изготовляютстаницы, рамы и основания машин, корпуса редукторов, зубчатые колеса, шкивы,звездочки, маховики, барабаны, фермы, балки, колонны, паровые котлы, цистерны,различные резервуары, трубы, корпуса речных и морских судов и т.п.
Затвердевший послесварки металл, соединяющий сваренные детали, называется сварным швом.
Сварные соединения –это неразъемные соединения, основанные на использовании сил молекулярногосцепления и получаемые путем местного нагрева деталей до расплавленногосостояния (сварка плавлением электродуговая, электрошлаковая и др.) или дотестообразного состояния, но с применением механической силы (контактнаясварка).
Достоинства сварныхсоединений:
1. Простотаконструкции сварного шва и меньшая трудоемкость;
2. Снижениемассы конструкции;
3. Возможностьсоединения деталей любых форм;
4. Герметичностьсоединения;
5. Малошумностьтехнологического процесса;
6. Сравнительнолегкая возможность автоматизации процесса;
7. Сварноесоединение дешевле, чем например заклепочное.
Недостаткисварных соединений:
1. Возникновениеостаточных напряжений в свариваемых элементах;
2. Короблениедеталей;
3. Недостаточнаянадежность при значительных вибрационных и ударных нагрузках.
Сварноесоединение — неразъемное соединение деталей, выполненноесваркой.
В металлическихконструкциях встречаются следующие основные типы сварных соединений:Стыковое сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцевыми поверхностями.
/> Нахлесточное сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга.
/> Тавровое сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента.
/> Угловое сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания краев.
/> Торцовое сварное соединение двух элементов, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу.
/>
Классификациясварных швов
Сварной шов- участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации(затвердевания) расплавленного металла или в результате пластической деформациипри сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.
Сварные швыподразделяются:
— по положению впространстве — по протяженности — по отношению к направлению действующих усилий- по форме наружной поверхности (выпуклости сварного шва) — по условиям работысварного узла — по ширине — по числу проходов (слоев) — по характеру выполнения.
Классификация поположению в пространстве:1 — нижнее положение 2 — горизонтальное или вертикальное положения 3 — потолочное положение
/>
При всех прочих равныхусловиях нижний шов самый прочный, потолочный – наименее прочный (прочностиуказанных выше швов относятся соответственно как 1: 0,85: 0,9: 0,8).
/> в лодочку
/> нижнее
/> полугоризонтальные
/> горизонтальные
/> полувертикальные
/> вертикальные
/> полупотолочные
/> потолочные />
Классификация по форменаружной поверхности
Швы подразделяются:нормальные
/>
/> выпуклые (усиленные)
/>
/> вогнутые (ослабленные)
/>
/>
Выпуклые швы лучшеработают в соединениях при статических нагрузках, однако чрезмерный наплывприводит к лишнему расходу электродного металла и поэтому выпуклые швынеэкономичны.
Плоские и вогнутые швылучше работают при динамических и знакопеременных нагрузках, так как нетрезкого перехода от основного металла к сварному шву. В противном случаесоздается концентрация напряжений, от которых может начаться разрушениесварного шва.
Классификация поусловиям работы сварного узла
В процессе эксплуатацииизделия сварные швы подразделяют:
— рабочие — которыенепосредственно воспринимают нагрузки.
— нерабочие(соединительные или связующие) — предназначенные толькодля скрепления частейили деталей изделия.
Классификация по ширине
Швы делятся на:
— ниточные
— уширенные
Ниточные швы обычновыполняют при сварке тонкого металла, а уширенные швы — при наплавочныхработах. Классификация по числу проходов (слоев)
По числу проходов(слоев) сварные швы подразделяются:
— однопроходные(однослойные)
— многопроходные(многослойные)
При сварке каждый слоймногослойного стыкового шва, кроме усиления и подварочного шва, отжигается приналожении следующего слоя. В результате такого теплового воздействия улучшаетсяструктура и механические свойства металла шва.
Классификация похарактеру выполнения:
— односторонние
— двусторонние
Сварные соединения являютсянаиболее совершенными неразъемными соединениями, так как лучше другихприближают составные детали к целым и позволяют изготовлять деталинеограниченных размеров. Прочность сварных соединений при статических и ударныхнагрузках доведена до прочности деталей из целого металла. Освоена сварка всехконструкционных сталей, включая высоколегированные, цветных сплавов ипластмасс.
Список литературы
1. Сварочныеработы / В.И. Маслов. — 2-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия»,2002. — 240с.: ил.
2. ГузенковП.К. Детали машин: учебное пособие для студентов вузов – 3-е изд., перераб. идоп. – М. Высшая школа.
3. ЛевятовД. С., Соскин Г.Б. Расчеты и конструирование деталей машин: учебник для сред.проф. — техн. училищ – 3-е изд., перер. и доп. – М: Выс. шк.
4. РешетовД.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и мех-хспециальностей вузов.
5. МархельИ.И. Детали машин: программное учебное пособие для учащихся машиностроительныхтехникумов.
6. Курсовоепроектирование деталей машин / Кудрявцев В.Н.; Державин Ю.; Арефьев И.И.Учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов.