Конструкция и описание редуктора

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ            БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ                  Кафедра «Основы проектирования машин»         Лабораторная работа № 7  

Изучение конструкции и примеров использования планетарных передач

 

 

 

Разработал: д.т.н., доцент Даньков А.М.

 к.т.н. Науменко А.Е.

Рецензент: к.т.н., доцент Рогачевский Н.И.

 

                                                       Утверждено

                                                       на заседании кафедры ОПМ

                                                       18.01. 2017г. протокол № 8

 

 

                                       Могилев 2017г.

                МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ

ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ

 

К проведению лабораторных и практических работ допускаются обучающиеся прошедшие инструктаж по мерам безопасности.

Рабочее место должно содержаться в чистоте и порядке, не должно быть загромождено посторонними предметами, мешающими работе.

Разборку редуктора производить в присутствии преподавателя;

При разборке и сборке редуктора исключить возможность падения тяжелых деталей на пол.

При возникновении опасных факторов (пожар, короткое замыкание), а также обнаружении других неисправностей в работе лабораторного оборудования работы прекратить до полного устранения неисправностей.

 

Цель работы:

‑ изучение назначения и областей применения планетарных передач;

‑ изучение конструкции планетарного редуктора и назначения его элементов;

‑ закрепление навыков практического определения характеристик, размеров и параметров планетарных передач;

‑ изучение конструкции и принципов кинематического расчета планетарных коробок передач.

 

Теоретические сведения

Назначение и применение планетарных передач

 

Планетарные передачи используются для:

‑ редуцирования скорости вращательного движения в качестве силовых передач с малыми удельными габаритами и массой, а также кинематических передач с большими передаточными отношениями;

‑ сложения и разложения движений, в том числе в качестве передаточных: механизмов с автоматическим изменением скорости в станках, автомобилях и других машинах, а также многоступенчатых планетарных коробок скоростей, управляемых поочередным торможением звеньев.

 

Преимущества и недостатки планетарных передач

 

Преимуществами планетарных передач является:

‑ малые габариты и масса (вследствие распределения нагрузки между сателлитами), благодаря чему нагрузка на зубьях зубчатых колес уменьшается в несколько раз; большое передаточное число в одной ступени;

‑ использование передач с внутренним зацеплением, обладающих повышенной несущей способностью;

‑ возможность получения в результате термообработки более высокой твердости рабочих поверхностей зубьев, так как вследствие небольших размеров зубчатых колес риск коробления уменьшается;

‑ меньший шум, возникающий при работе, что объясняется плавностью внутреннего зацепления, меньшими размерами зубчатых колес, замыканием сил и передачей на корпус меньших сил;

‑ более высокие компоновочные возможности, что облегчает встраивание их в электродвигатели, ходовые колеса, барабаны, шкивы.

Недостатки планерных передач:

‑ необходимость более высокой точности изготовления;

‑ большое число деталей и сложность сборки.

 

Конструкция планетарных передач

 

Механизм состоящий из зубчатых колес в котором геометрическая ось хотя бы одного из зубчатых колес подвижна, называется планетарным механизмом.

Звено планетарного механизма, в котором установлены зубчатые колеса с подвижными геометрическими осями называется водилом и обозначается буквой  h.

Зубчатые колеса, имеющие подвижные геометрические оси, называются сателлитами и обозначается буквой g. Сателлит с одним зубчатым венцом называется одновенцовым сателлитом (рисунок 1.1), с двумя - двухвенцовым сателлитом (рисунок 1.2).

Планетарный механизм может иметь один или несколько сателлитов одинакового размера. Число С сателлитов определяется числом полюсов зацепления одного из центральных колес. Ось, вокруг которой в абсолютном или относительном движении вращается водило, называется основной осью.

                  Рисунок 1.1                    Рисунок 1.2

 

Зубчатые колеса, зацепляющиеся с сателлитами и имеющие оси, совпадающие с осью водила, называется центральными колесами. Центральные колёса могут быть внешнего и внутреннего зацепления. Центральное колёса внешнего зацепления называется солнечными обозначается буквой а. Центральное колёсо внутреннего зацепления называется коронным и обозначается буквой b.

Если одно из центральных колес планетарной передачи установлено неподвижно, то оно называется неподвижным.

Чаще всего ведущим (или ведомым) валом передачи служит вал солнечного колеса, а ведомым (или ведущим) ‑ вал водила.

Передача, получаемая из планетарного механизма остановкой водила, называется передачей с невращающимся водилом или обращённым механизмом.

Планетарные механизмы,в которых подвижны все три основных звена, называются дифференциальными передачами или дифференциалами.

 

Наиболее часто используемые схемы планетарных механизмов, используемых в машиностроении, представлены в таблице 1.1.

 

Таблица 1.1 – Схемы планетарных механизмов

Схема	Определение
	Механизм с одновенцовым сателлитом и разноимёнными зацеплениями
	Механизм с двухвенцовым сателлитом и разноимёнными зацеплениями
	Механизм с двухвенцовым сателлитом и одноимёнными зацеплениями
	Механизм с одновенцовыми парными сателлитами и разноимёнными зацеплениями
	Механизм с одновенцовыми парными сателлитами и одноимёнными зацеплениями центральных колёс
	Механизм с одновенцовыми сателлитами и коническими зубчатыми колёсами

 

Кинематика планетарных передач

 

При определении передаточного отношения планетарных передач используется метод Виллиса (метод остановки водила).

Он заключается в сообщении всему механизму угловой скорости равной угловой скорости водила, но направленной в противоположном направлении.

Рассмотрим данный метод, применительно к планетарной передаче, показанной на рисунке 1.1.

Передаточной отношение для данной передачи при передаче движения от солнечного колеса a к водилу h при остановленном коронном колесе b определяется по выражению

                                                   (1.1)

Согласно методу Виллиса сообщаем всему механизму угловую скорости равную угловой скорости водила, но направленной в противоположном направлении. При этом получаем обращённый механизм, в котором движение передаётся от солнечного колеса a к коронному колесу b при остановленном водиле h. Передаточное отношение обращённого механизма определяется по выражению

.                                            (1.2)

В рассматриваемом механизме угловая скорость коронного колеса b =0, следовательно

.                                            (1.3)

или

.                                               (1.4)

Подставляя в уравнение (1.4) выражение (1.1) получим

.                                                (1.5)

или

.                                                (1.6)

Обращённого механизм представляет собой обычную зубчатую передачу, в которой движение передаётся от солнечного колеса a к коронному колесу b через паразитную шестерню g. Следовательно передаточное отношение обращённого механизма  при известных числах зубьев всех звеньев планетарной передачи будет опредляться выражением

                                                     (1.7)

Подставляя выражение (1.7) в (1.6) окончательно получим передаточное отношение рассматриваемой планетарной передачи

                                                 (1.8)

Конструкция и описание редуктора

Планетарный редуктор, как и редуктор любого другого вида, предназначен для понижения угловой скорости и, следовательно, повышения крутящего момента на ведомом валу.

Планетарный редуктор состоит из следующих основных элементов (см. рисунок 2.1):

1 - основание корпуса; 2 - промежуточная диафрагма; 3 - крышка корпуса; 4, 10 – солнечное колесо; 5, 11 - сателлит; 6,12 - водило; 7 - шарик;
8 - вставка; 9, 15 - коронное колесо; 13, 14 - подшипники качения;
16, 17 - шлицевые пластины; 18, 19 - манжеты; 20 - соединительные болты; 21, 22, 23 - пробки; 24 - проушина.

Редуктор имеет две ступени и собран в корпусе, состоящем из основания 1, промежуточной диафрагмы 2 и крышки 3. Ведущим элементом в каждой ступени является солнечное, а ведомым – водило. Солнечное колесо 4 первой ступениустанавливается непосредственно на валуэлектродвигателяи зацепляется с сателлитом 5 первой ступени, установленным на водиле 6 консольно. С целью обеспечения равномерности распределения нагрузки между сателлитами водило 6 выполнено плавающим (с возможностью самоустановки) и фиксируется в осевом направлении с помощью запрессованных в его торцах шариков 7; один из которых взаимодействует со вставкой 8, а другой - с торцем ведущегоколеса 4. Сателлиты 5 кроме ведущего колеса 4 зацепляются с коронным колесом 9 внутреннего зацепления. На водиле 6 закреплено солнечное колесо 10 второй ступени, зацепляющееся с сателлитом 11, смонтированными на водиле 12. Водило 12 смонтировано в корпусе на двух подшипниках 13 и 14 качения, один из которых (13) установлен в основании 1 корпуса, а другой (14) в промежуточной диафрагме 2. Сателлиты 11 зацепляются с коронным колесом 15 внутреннего зацепления. Коронные колеса 9 и 15 зафиксированы от вращения с помощью шлицевых пластин 16 и 17, закрепленных на диафрагме 2 и зацепляющихся с зубьями неподвижных колес 9 и 15. Места выхода из корпуса редуктора ведущего колеса 4 и водила 12 уплотнены манжетами 18 и 19.

Сборка и разборка редуктора осуществляются в осевом направлении, при этом диафрагма и крышка крепятся к основанию корпуса болтами 20.

Масло заливается в корпус редуктора через отверстие, закрытое пробкой 21, а сливается через отверстие, закрытое пробкой 22. Уровень масла контролируется с помощью пробки 23.

Для строповки редуктора при его перемещениях служит проушина 24.

 

Техника безопасности

 

3.1 Разборку редуктора производить в присутствии преподавателя;

3.2 При разборке и сборке редуктора исключить возможность падения тяжелых деталей на пол.

Порядок выполнения работы

 

4.1.1 Определить габариты и присоединительные размеры (рисунок 2.1) и указать их на схеме, которую привести в отчёте.

Результаты измерений занести в таблицу 5.1 отчета по работе.

К габаритным размерам относятся три наибольших размера редуктора по длине, высоте и ширине. Эти размеры учитываются при размещении редуктора в приводном устройстве.

Присоединительные размеры определяют величину и расположение поверхностей присоединения редуктора по отношению к другим деталям. К ним относятся: размеры установочной плоскости, которой редуктор устанавливается на плиту или раму; размеры отверстия под болты для крепления редуктора и размеры, определяющие расположение этих отверстий; размеры выходных концов быстроходного и тихоходного валов и размеры, определяющие их расположение относительно друг друга и относительно установочной плоскости.

4.1.2 Разобрать редуктор.

Отвернуть болты 20 и снять крышку 3 корпуса редуктора. Вынуть зубчатое колесо 4, водило б с сателлитом 5, зубчатым колесом 10 и зубчатое колесо 9. Отсоединить диафрагму 2 и вынуть водило 12 с сателлитом II, а также зубчатое колесо 15. Ознакомиться с конструкцией и назначением всех деталей.

Примечание: Подшипники и зубчатые колеса с валов и осей не снимать.

4.3 Определить параметры зубчатых колес и передач редуктора.

Для определения параметров зубчатых колес и передач редуктора необходимо:

- подсчитать число зубьев зубчатых колес  определить передаточное отношение ступеней редуктора;

- определить передаточные отношения ступеней редуктора (раздел 1.5);

- определить модуль зацепления в каждой ступени редуктора;

В зависимости от полученного значения основного нормального шага модуль зацепления можно выбрать из таблицы 4.1.

Основной нормальный шаг определяется как разница двух длин общей нормали охватывающих числа зубьев зубчатого колеса, отличающиеся на единицу (рисунок 4.1). Длину общей нормали измерять штангегциркулем с точностью 0,1 мм.

Число зубьев n, охватываемых общей нормалью, зависит от числа зубьев зубчатого колесаи n = 3...5 причисле зубьевзубчатого колеса z = 26…36.

 

Таблица 4.1.

Окружный нормальный шаг , мм	3,5…3,8	3,9…4,2	4,3…4,7	5,0…5,4
Модуль зацепления , мм	1,25	1,375	1,5	1,75

 

Рисунок 4.1                                        Рисунок 4.2.

 

- замерить диаметры вершин зубьев зубчатых колес;

- замерить ширину венцов зубчатых колес;

- определить радиусы водила обеих ступеней редуктора (рисунок 2.3);

Радиус водила определяется следующимобразом (рисунок 4.2):

;                                      (4.1)

- определить угол  наклона зубьев зубчатых колес;

                                       (4.2)

- определить делительные диаметры зубчатых колес;

.                                        (4.3)

или

                                  (4.4)

- определить коэффициенты смещения инструмента для зубчатых колес;

                       (4.5)

- определить моменты на валах редуктора: на ведущих валах каждой ступени из расчета зубчатых колес на контактную прочность, на выходе первой ступени - из кинематического расчета;

- сделать вывод о качестве проектирования редуктора;

- результаты замеров и подсчетов занести в таблицу 5.2.

Составление отчета

 

Отчет должен быть выполнен на отдельном листе, либо в тетради. Рисунки и таблицы выполняют карандашом, а текст ручкой.

Отчет должен включать:

5.1Схему планетарного редуктора с указанием габаритных и присоединительных размеров;

5.2 Таблицу габаритных и присоединительных размеров редуктора;

 

Таблица 5.1 – Габаритные и установочные размеры редуктора

Обозначение размера	A	B	H	D	E	F	K	L	M	C
Значение размера, мм

 

5.3 Кинематическую, схему редуктора;

5.4 Таблицу размеров зубчатых колес и параметров зубчатых передач;

 

Таблица 5.2 – Параметры передач редуктора

Размеры и параметры зубчатых колес и передач	Расчетные уравнения	Значение величин
		Быстроходная передача	Тихоходная передача
Числа зубьев зубчатых колёс: Солнечных Сателлитов Коронных
Модуль зацепления
Передаточное отношение
Диаметры выступов зубчатых колес: Солнечных Сателлитов Коронных
Делительные диаметры зубчатых колес: Солнечных Сателлитов Коронных
Радиус водила R
Угол наклона линии зуба
Ширина зубчатых колес
Коэффициент ширины колеса
Коэффициент смещения инструмента Х зубчатых колес: Солнечных Сателлитов Коронных

Контрольные вопросы

 

5.1 Основные элементы планетарного редуктора и их назначение.

5.2 Из каких элементов состоят планетарные передачи, входящие в редуктор?

5.3 Как определить передаточное отношение редуктора?

5.4 Как определить модуль зацепления в I и II ступенях редуктора?

5.5 Как определить угол наклона зубьев зубчатых колес?

5.6 Как определить радиус водила?

5.7 Как осуществляется контроль наличия и смена масла в редукторе?

5.8 Указать на редукторе присоединительные элементы и поверхности?

5.9 Как осуществляется строповка при транспортировке редуктора?

 

Список литературы

 

1 Планетарные передачи. Справочник. Под ред. докторов техн.наук В.А.Кудрявцева и Ю.Н.Кирдяшева. Л.: "Машиностроение" (Ленингр.отделение), 1977.

2 Красненьков В.И., Вашец А.Д. Проектирование планетарных механизмов транспортных машин. М.: Машиностроение, 1986.

3 Решетов Д.Н. Детали машин. Учебник длястудентов машино­строительных и механических специальностей Вузов. - М.: Машиностро­ение, 1989.

 

---

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 650; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!