Размерный расчет узла червячного редуктора. Основные геометрические параметры червячного колеса. Выбор посадок гладких цилиндрических соединений

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им Г.В. Плеханова

(технический университет)

Курсовая работа

По дисциплине:Метрология _____________________________

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Тема: Размерный расчет узла червячного редуктора______________

Автор: студент гр. ГМ-00-2                  ____________             / /

^{(подпись)                             (Ф.И.0.)}

ОЦЕНКА: ________

Дата:_____________

ПРОВЕРИЛ

Руководитель проекта:       _доцент__        _____________            / /

(должность)                            (подпись)                                         (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2003

Оглавление

Оглавление................................................................................................................................. 3

Аннотация................................................................................................................................... 4

The summary............................................................................................................................... 4

Введение........................................................................................................................................ 5

Основные  геометрические  параметры червячного колеса......... 6

Выбор посадок гладких цилиндрических соединений....................... 6

Посадки подшипников качения.............................................................................. 7

Выбор шпоночных соединений............................................................................... 7

Нормы точности червячной передачи................................................................ 7

Выбор  шероховатостей.................................................................................................. 8

Размерная цепь........................................................................................................................ 9

Библиографический список..................................................................................... 12

Аннотация.

Данный курсовой проект содержит составление и решение размерной цепи при проектном расчете вероятностным способом с R=2%, выбор  и расчет посадок на все соединения узла червячного колеса, выбор подшипников качения, расчет посадок колец подшипников на вал и в корпусе. Назначение норм точности червячного зацепления, выбор соответствующих контрольных параметров, обоснование и выбор параметров шероховатостей поверхностей отдельных деталей. 

The summary.

The given course project contains drawing up and decision of a circuitat design account by a probability way with R=2 of %, choice and account of landings(plantings) on all connections of a node cherviachnogo of a sprocket, choice of frictionless bearings, account of landings(plantings) of rings of bearings on the shaft and in the case. Assignment of norms of an exactitude cherviachnogo of a linkage, choice of the appropriate control parameters, justification and choice of parameters of roughnesses of surfaces of separate details

Введение.

Редукторы  широко  применяют  в  различных  областях  машиностроения.

Унификация  редукторов  основана  на  стандартизации  их  основных  параметров: межосевых  расстояний, передаточных  чисел, коэффициентов  ширины  колес  и  т.д.

Червячные редукторы используются как в подъемных машинах, так и в приводах  различных транспортных машин, например в приводе конвейера. Также, червячные редукторы обладают свойством самоторможения, при обесточивании электродвигателя лифта, редуктор самотормозится и не дает лифту упасть.

Как и  другие редукторы, червячные редукторы позволяют применять защиту от перегрузки. Предохранительным элементом является шпонка на входном валу, которая выполняется более короткой и из более «слабого» материала, чем остальные шпонки. Так, например, при заклинивании лифта, эта шпонка срезается и электродвигатель не перегорает.

Однако, наряду полезными свойствами червячные редукторы обладают и рядом недостатков: низкий (по сравнению с зубчатыми редукторами) КПД, так как в них присутствует трение скольжения, вызывающее повышенный нагрев редуктора, затраты энергии и тд. Для уменьшения трения применяются сборные червячные колеса, состоящие из ступицы и венца. Венец, изготовленный из цветного металла (бронза и др.)  позволяет уменьшить трение в передаче. Такие сборные червячные колеса изготавливают при высоких скоростях скольжения, при малых скоростях возможно изготовление червячного колеса из чугуна.

Зацепление червяка и червячного колеса, регулируется путем продольного перемещения вдоль оси вала червячного колеса. Регулирование зацепления необходимо для установки определенного пятна контакта, чтобы был меньший износ червяка и червячного колеса. Если  подшипники  размещены  в  стакане, то  регулирование  осевого  положения  вала  осуществляют  постановкой  под  фланец  стакана  набора  компенсаторных  полуколец  разной  толщины, рассчитываемых  с  помощью  размерной  цепи.

Основные  геометрические  параметры червячного колеса.

1. Число  зубьев Z₂ =56;

2. Средний  нормальный  исходный  контур —по  ГОСТ  16202-70

3. Межосевое расстояние=280 мм;

4. Ширина  зубчатого  венца b = 90 мм;

5. Делительный  диаметр 448 мм;  

6. Диаметр  вершин  зубьев d_a2 = 464 мм;

7. Диаметр  впадин  зубьев d_f2 = 482,80 мм;

8. Модуль m=8,0;

9. Коэффициент смещения x=0.

Выбор посадок гладких цилиндрических соединений. 

Посадка венца червячного колеса на ступицу Ø372мм, неразборная, используют посадку с гарантированным натягом H7/s6.

Расчет посадок:

1.  Посадка венца червячного колеса на ступицу Ø:

Поле допуска отверстия: TD=ES-EI=57-0=57 мкм;

Поле допуска вала: Td=es-ei=244-208=36 мкм;

Поле допуска посадки:T(Dd)=TD+Td=93 мкм;                                    

Наибольший зазор: S_max =ES-ei=-(57-208)=157=N_max мкм;

Минимальный зазор: S_min=EI-es=-(0-244)=244= N_min мкм;

2.  Посадка втулок Ø80мм на вал с зазором E9/k6:

Поле допуска отверстия: TD=ES-EI=159-72=87 мкм;

Поле допуска вала: Td=es-ei=21-2=19 мкм;

Поле допуска посадки:T(Dd)=TD+Td=115 мкм;                                    

Наибольший зазор: S_max =ES-ei=159-2=157=N_max мкм;

Минимальный зазор: S_min=EI-es=72-21=51= N_min мкм;

3.  Посадка крышек в корпус  Ø140мм на вал с зазором H8/h7:

Поле допуска отверстия: TD=ES-EI=63-0=63 мкм;

Поле допуска вала: Td=es-ei=40-0=40 мкм;

Поле допуска посадки:T(Dd)=TD+Td=103 мкм;                                    

Наибольший зазор: S_max =ES-ei=63+40=103=N_max мкм;

Минимальный зазор: S_min=EI-es=0-0=-0= N_min мкм;

Посадки подшипников качения.

Сопряжение  с  валом  проведем  по  переходной  напряженной  посадке  k6  для  надежной  радиальной  фиксации.

Расчет посадок подшипников качения:

1.  Посадка внутреннего кольца Ø:

Поле допуска отверстия: TD=ES-EI=0-25=25 мкм;

Поле допуска вала: Td=es-ei=21-2=19 мкм;

Поле допуска посадки:T(Dd)=TD+Td=44 мкм;                                    

Наибольший зазор: S_max =ES-ei=-(0-2)=-2=N_min мкм;

Минимальный зазор: S_min=EI-es=-(25-21)=-46=N_max мкм;

2.  Посадка наружнего кольца Ø:

Поле допуска отверстия: TD=ES-EI=40-0=40 мкм;

Поле допуска вала: Td=es-ei=0-25=25 мкм;

Поле допуска посадки:T(Dd)=TD+Td=65 мкм;                                    

Наибольший зазор: S_max =ES-ei=-(40-(-25))=65=N_min мкм;

Минимальный зазор: S_min=EI-es=-(0-0)=0=N_max мкм.

 Выбор шлицевых соединений.

Шлицевое соединение червячного колеса и шестерни с валом осуществляется в системе отверстия с центрированием по боковым сторонам зубьев и посадкой 9H/9g, так как при нём достигается достаточно хорошая соосность деталей:

-  шлицевое соединение червячного колеса: ;

-  шлицевое соединение шестерни: .

Нормы точности червячной передачи.

Для  изготовления  и  контроля  поверхности  зубьев  червячного колеса  определим  допуски  и  предельные  отклонения  по  таблицам.  Заданная  точность –   8-8-7В  предусматривает   допуски  и  предельные  отклонения  по  нормам  кинематической  точности и плавности  работы - по  8-й  степени, а по нормам контакта  зубьев - по  7-й  степени с  гарантированным  боковым  зазором,      равным     = =160 мкм=0,160 мм.

Таблица  №1

Выбор  шероховатостей

1.  Посадочная  поверхность   под посадку  первого подшипника   Ra = 1,6  ГОСТ 2789-73;

2.  Посадочная  поверхность   под  посадку  второго  подшипника Ra = 1,6 ГОСТ 2789-73;

3.  Посадочная  поверхность   под  посадку  втулок и крышки Ra = 6,3 ГОСТ 2789-73;

4.  Шлицевые  соединение:

– боковые  поверхности  шлица  Ra = 1,6;

– наружный диаметр                    Ra = 3,2;

– внутренний диаметр                  Ra = 6,3;

5.  Червячное колесо:

– профили  зубьев                     Ra = 0,8;

– рабочие  поверхности            Ra = 1,6;

– по  диаметрам  впадин          Ra = 3,2;

– торцовые  поверхности         Ra = 6,3; 

6.  Нерабочие  поверхности  вала ( канавки , фаски .... ) Ra = 6,3;

Размерная цепь.

Размерной цепью называется совокупность взаимосвязанных размеров, образующих замкнутый контур и определяющих взаимное положение поверхностей (или осей) одной или нескольких деталей.

В данном курсовом проекте с помощью размерной цепи нужно выбрать размеры компенсаторов для регулирования смещения средней плоскости червячного колеса относительно оси вращения червяка.

Исходные данные:

А₁=155 мм – расстояние от средней плоскости червячного колеса до наружной поверхности корпуса;

А₂=62 мм – расстояние от средней плоскости червячного колеса до конца