Конструирование современных мотор-редукторов (Иванов_АС Муркин_СВ)2012г (1257632), страница 9
Текст из файла (страница 9)
«Конструирование современных мотор-редукторов»67редуктор с рамой (обычно в соединении используют четыревинта), принимать по эмпирической формуле d = 1,56T0,33, гдеT – вращающий момент, Н⋅м, на выходном валу редуктора. Вработе[25]приводитсярекомендацияназначатьd = (0,08÷0,12)awт, где awт – межосевое расстояние тихоходнойступени. Такими расчётами не учитываются расстояние междувинтами в соединении, нагруженном опрокидывающиммоментом и сила затяжки винтов, а, следовательно, идействительное значение сил, нагружающих винты. Этотподход завышает необходимый диаметр винтов, повышаетразмеры фланцев и массу мотор-редуктора.В современных мотор-редукторах фирм Bauer, SEW,Nord (Германия) и др. для соединения редуктора с рамой, дляпритягивания крышки редуктора и крышек подшипников ккорпусу и в клеммовых соединениях используютвысокопрочные винты классов прочности 8.8, 10.9 и 12.9 суказанием необходимого их момента завинчивания (табл.
3.1).При этом используются значительно меньшие диаметрывинтов, чем принято в России. Но от диаметра винта зависитразмер фланца, а следовательно, и масса мотор-редуктора.РезьбаТаблица 3.1Моменты завинчивания, Н∙мКласс прочностиКласс прочностиРезьба8.810.912.98.810.912.9М3М3,5М41,281,962,901,802,754,102,153,304,95М12М14М1683132200117185285140220340М5М6М85,759,90248,1014,0349,7016,540М18М20М22275390530390550745340660890ОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»68М10486781М246759501140Наши расчеты показывают, что данные, приведенные втабл.
3.1, соответствуют моментам завинчивания винтов,вычисленным по формуле(3.1)Tзав = Fзат [tg(ϕ′+ψ)d2/2 + fтdт/2]при σзат в = 0,7σт [в справочнике по резьбовым соединениям [2]рекомендуется σзат в =(0,6÷0,7)σт] и fр = fт = 0,15,2где Fзат = σзат в πd3 /4 – сила затяжки винта; σзат в – напряжениезатяжки винта; σт – предел текучести материала винта; d3 –внутренний диаметр резьбы винта; d2 = d – 0,65P – среднийдиаметр резьбы; P – шаг резьбы; ϕ′ = arctg(fр/cos300) –приведенный угол трения; ψ = arctg [P/(πd2)] – угол наклонавинтовой линии резьбы по ее среднему диаметру;fр, fт – коэффициенты трения в резьбе и по торцу; dт – среднийдиаметр торца гайки.Уточненный расчет резьбовых соединений моторредукторов приведен в приложении Ж.При проектном расчете ориентировочный диаметрвинтов крепления мотор-редуктора к раме (см.
рис. Ж.1приложения Ж) рекомендуем находить из условия, чтомаксимальное напряжение в винте σmax м-р не превышаютпредел текучести σт материала винта, гдеσmax м-р ≈ 1,3∙0,7σт + 0,25[T/(4x)][4/(πd32)];(3.2)T – вращающий момент на выходном валу; x – расстояние отвинтадонейтральнойосиплоскостистыка;0,25 – коэффициент основной нагрузки (величина завышена посравнению с реальной для компенсации отсутствия учетадругих параметров).ОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»69Ориентировочный диаметр винтов крепления крышекподшипников (см.
рис. 3.13, а) рекомендуем находить изусловия σmax кр < σт, гдеσmax кр ≈ 1,3∙0,7σт + 0,25(Fa/z)[4/(πd32)];(3.3)Fa – осевая сила, нагружающая подшипник; z – число винтовкрышки.Подводя итог, заключаем:В резьбовых соединениях следует использовать винтыклассов прочности 8.8, 10.9 и 12.9.Определение диаметров винтов при проектных расчетахследует выполнять по формулам (3.2), (3.3), а при уточненныхпроверочных расчетах пользоваться методикой, изложенной вприложении Ж.На сборочных чертежах необходимо указывать моментызавинчивания винтов, рассчитав по формуле (3.1) или взяв ихиз табл. 3.1.3.5 Предотвращение самоотвинчивания в резьбовыхсоединенияхВ автомобилях США и Западной Европы уже почти20 лет в соединениях не применяют [3] пружинные шайбы, таккак те обеспечивают отсутствие самоотвинчивания лишь пристатической нагрузке на соединение и при отсутствиивибраций машины, хотя у нас в стране их продолжаютиспользовать.
Так например, в автомобиле «Газель»пружинных шайб установлено почти 1000 штук, в автомобиле«Калина» – 500.Там, где нагрузка переменная или имеют место вибрацииприменяют в нашей стране, как правило,стопорениеОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»70пластическим деформированием шайбы, шплинта илипроволоки. Например, для соединения шатуна с его крышкой вдвигателе внутреннего сгорания до последнего времениобычно использовали два винта с мелкой резьбой, которыезатягивали корончатыми гайками и стопорили шплинтами.Фирма Volkswagen (Германия) в последнее времяустанавливает в такое соединение винты с крупной резьбой,обеспечиваяотсутствиесамоотвинчиваниярегламентированной силой затяжки винтов и нанесением нарезьбу «резьбового фиксатора», который выпускается в видежидкости или геля.Дляоценкисопротивляемостикрепежасамоотвинчиванию при действии вибрации в Германииразработан тест Юнкера, изложенный в немецком стандартеDIN 65151-2002 «Авиакосмическая серия.
Динамическиеиспытания стопорящих характеристик крепежных элементов вусловияхпоперечногонагружения(вибрационноеиспытание)». На рис. 3.17 в координатах время t –относительное ослабление силы затяжки (Fзат-ΔFзат)/Fзатпредставлены результаты динамических испытаний [5, 34] насамоотвинчивание резьбового крепежа. Сила предварительнойзатяжки винта была одинакова и контролироваласьтензорезисторами. Испытания каждого вида стопоренияпроводилось до 80 % потери предварительной затяжки винта.Если такой потери предварительной затяжки не возникало, тоиспытания длились 80 с.
Испытания болтового соединения безстопорного устройства (кривая 1) продолжались 10 с., спружинной шайбой (кривая 2) – 25 с., с пластмассовымвкладышем на гайке (кривая 3) – 35 с., с зубчатой стопорнойшайбой (кривая 4), с нанесением на резьбу сухого анаэробногоОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»71клея (кривая 5) и жидкого анаэробного клея (кривая 6) – 80 с.Из анализа графиков видно, что наиболее надежноестопорение обеспечивают «резьбовые фиксаторы».Виды «резьбовых фиксаторов» приведены в приложенииБ.
В ассортименте «резьбовых фиксаторов» есть препараты сослабой (допускает последующую разборку) и сильнойстепенью фиксации. Благодаря отсутствию контакта скислородом и влагой, после нанесения на поверхность резьбыфиксатора резьбовые элементы не подвержены коррозии, чтооблегчает разборку. Дополнительный положительный эффект– герметизация соединения.Рис. 3.17Итак, для предотвращения самоотвинчивания в моторредукторахпредпочтительноприменятьстопорение«резьбовым фиксатором».3.6 Шпоночные соединенияВ шпоночном соединении в большинстве случаевприменяют призматические шпонки, которые выпускаются поОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В.
«Конструирование современных мотор-редукторов»72ГОСТ 23360-78 с концами: скруглёнными (исполнение 1);с плоскими (исполнение 2); с одним скруглённым и другимплоским (исполнение 3). В соединении вал-ступица следуетсоздавать натяг, обеспечивающий нераскрытие стыка.Поэтому ступицу на вал обычно напрессовывают по посадкеH7/p6.В мотор-редукторах фирм Bauer, SEW, Nord (Германия) имногих других зарубежных фирм наиболее распространенышпонки исполнения 2 (их обозначение «Шпонка IIГОСТ 23360-78»).На рис. 3.18 представлены двухступенчатый (а) итрёхступенчатый (б) мотор-редукторы фирмы SEW насадногоисполнения с полым выходным валом.Двухступенчатый мотор-редуктор имеет шпоночный паз,а трёхступенчатый – шлицы в отверстии выходного вала.
Нарисунке отверстие выходного вала закрыто пластмассовымикрышками. В такой комплектации изделия поставляютсяпокупателю. Зубчатое колесо передает вращающий момент натихоходный вал шпонкой с плоскими концами, что позволяетвключить в работу всю длину ступицы. Зубчатое колесо напромежуточном валу смещено в двухступенчатом моторредукторе влево, а в трехступенчатом – вправо, что позволяетустанавливать этот вал с зубчатым колесом как в один, так и вдругой мотор-редуктор.Расчетная длина шпонки определяется из расчета насмятие.Подводя итог, заключаем, что призматические шпонкиисполнения 2 имеют ряд преимуществ по сравнению спризматическими шпонками исполнения 1, так как онипозволяют: передавать вращающий момент всей длинойОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»73ступицы (следовательно, в ряде случаев длину ступицы можнонесколько уменьшить); использовать один и тот же вал вразныхмодификацияхмотор-редукторов;удешевитьизготовление шпонок, получая их из калиброванного проката,нарубленного на куски определенной длины.баРис.
3.18ОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»743.7 Корпуса мотор-редукторов и их унификацияКорпуса редукторов с моментом на выходном валу до400 Н∙м многие зарубежные фирмы (Bonfiglioli, Innovari,Renold и др.) изготавливают литьем под давлением изалюминия. В отливке предусматривают гладкие отверстия подвинты. При сборке мотор-редуктора в эти отверстиязавертывают резьбовыдавливающие винты. Корпус неокрашивают.Примоментенавыходном όльшемвалуб400 Н∙мкорпуса изготавливают из чугуна, окрашиваяповерхности термоотверждающейся эпоксидной краской.Размеры лап крепления мотор-редуктора к рамеопределяются не только диаметром применяемых винтов, но итипом гаечного ключа, используемого для затяжки резьбовогосоединения.
Если ориентироваться на применение гаечногоключа с открытым зевом или торцового шестигранного, торазмеры L, K и E лапы (рис 3.19) будут связаны с размеромвинта (гайки) под ключ S соотношениями, вытекающими изнеобходимости обеспечения угла поворота ключа 60o. Прииспользованиинакидногоключа(кольцевого)сдвенадцатигранним отверстием под винт (гайку) следуетобеспечить угол поворота ключа лишь 30o, а если применятьтрещеточный ключ на 45 или 72 зуба, то потребуется уголповорота соответственно всего 8 или 5o.Корпус редуктора – наиболее сложная для изготовленияи затратная деталь мотор-редуктора.
Чтобы удешевитьизготовление мотор-редуктора, многие фирмы идут по путииспользования одинакового корпуса в разных типах моторредукторов.ОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»75Рис 3.19Фирма Renold (Великобритания) в одном и том жекорпусе (рис.
3.20) выпускает цилиндро-коническоцилиндрический (рис. 3.21, а) и цилиндро-червячный(рис. 3.20, б) мотор-редукторы.Рис. 3.20абРис. 3.21ОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»76Фирма Sumitomo (Япония) изготавливает серию моторредукторов Paramax 9000 с одинаковыми корпусами, которыемогут быть выполнены цилиндрическими (рис. 3.22, а),коническо-цилиндрическими (рис. 3.22, б), или коническоцилиндрическими с приводом от двигателя черезклиноременную передачу (рис. 3.22, в). Причем один и тот жемотор-редуктор можно установить по-разному: горизонтальнос выходным концом вала вбок (рис.
3.23, а); горизонтально свыходным концом вала вниз (рис. 3.23, б); вертикально(рис. 3.23, в). Для этого следует лишь переставить пробкуотдушину вверх и изменить уровень заливки масла.абвРис. 3.22Фирма Renold также в одном корпусе выпускаетцилиндрические редукторы (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
