Основные принципы конструирования

Редуктор как объект курсового проектирования имеет несомнен­ные достоинства: относительная простота конструкции, универсальность применения входящих в его состав узлов и деталей, мно­гообразие конструктивных решений, большое количество справочной литературы и др. Относительная простота редуктора позволяет уже на стадии технического предложения произвести детальную проработку конструкции.

Учитывая сложности и задачи курсового проектирования, для выполнения этого этапа может быть использована следующая схема действий: найти в учебной литературе редуктор, соответствующий заданной конструктивной схеме, изучить его устройство, принцип действия, ознакомиться с назначением входящих в его состав де­талей. Затем, используя пособия по курсовому проектированию, изу­чить различные варианты конструктивных решений узлов и деталей редуктора, их достоинства и недостатки и внести необходимые изменения в выбранный прототип. В качестве технического предло­жения может быть представлен вариант, взятый из альбома черте­жей без каких-либо изменений. Однако при согласовании конструк­ции с консультантом и в дальнейшем при защите проекта студент должен проявить знания в части разнообразия и сравнительной оцен­ки вариантов исполнения узлов и деталей.

При проработке конструкции особое внимание уделяют решению следующих вопросов.

1.Выполнение условий технического задания. Любые изменения и дополнения должны быть согласованы с заказчиком (в нашем случае, с консультантом).

2. Обеспечение работоспособности конструкции, надежности, равной или кратной долговечности узлов и деталей. Сокращение общего чис­ла узлов и деталей.

3. Выбор технологических форм деталей с учетом серийности про­изводства, способов получения заготовок и последующей механичес­кой обработки.

4. Обеспечение возможности сборки.

5. Рациональное использование стандартных узлов и деталей, се­рийно выпускаемых специализированными предприятиями, унифика­ция узлов и деталей, конструктивная преемственность.

6. Обеспечение ремонтопригодности изделия - конструкция должна быть приспособлена для проведения визуального осмотра деталей с целью проверки их технического состояния, выполнения контрольно-измерительных операций, регулировок и, при необходимости, быст­рой замены поврежденных элементов.

7. Хорошая смазка элементов, работающих в условиях трения, пра­вильный выбор смазки.

8. Применение статически определимых и самоустанавливающихся систем.

9. Использование в изделии предохранительных устройств, исклю­чающих его поломку при возникновении аварийных ситуаций.

10. Патентная чистота.

С целью оказания помощи при работе со справочной и учебной литературой и оценке достоинств и недостатков различных конст­руктивных решений ниже излагаются некоторые сведения по конст­руктивному и технологическому исполнению узлов и деталей редук­тора, функциональные требования к ним.

2.2. Конструирование зубчатых колес

Проработку конструкции изделия на стадии технического предложения можно вести в любой удобной для конструктора последова­тельности. Обычно идут от основных функциональных элементов. В редукторе ими являются зубчатые колеса. В простейшем варианте исполнения зубчатое колесо представляет собой сплошной диск с центральным отверстием для монтажа на вал и зубьями на наружной цилиндрической поверхности.

Передача вращающего момента от зубчатого колеса к валу и наоборот может обеспечиваться посадкой с натягом, шпоночным или шлицевым соединением, а также посредством муфт. В соответствии с выбранным вариантом соединения зубчатое колесо будет иметь шпоночный паз (один или несколько), шлицы, кулачки, посадочные поверхности для полумуфты или другие элементы. При больших размерах зубчатого колеса с целью экономии металла и облегчения конструкции его толщину делают переменной в направлении от центра вращения к наружной поверхности. В такой конструкции вы­деляют зубчатый венец (обод), диск (сплошной или с отверстиями) и ступицу, Перечисленные элементы могут являться составляющими одной детали или представлять собой совокупность отдельных дета­лей, соединяемых в процессе сборки. В некоторых случаях (например, в тяговых передачах тепловозов) между зубчатым венцом и диском включают упругие элементы, обеспечивающие неразрывность зацепле­ния и гашение динамических нагрузок.

Конструктивное многообразие зубчатых колес также связано с технологией получения заготовок для их изготовления (ковка, штамповка, прокат, литье), положением ступицы относительно оси симмет­рии зубчатого венца (симметричное, несимметричное), видом зацепления и способом нарезания зубьев (так при нарезании шевронных зубьев методом обкатки следует предусматривать канавку между по­лушевронами для выхода режущего инструмента), соотношением раз­меров вала и зубчатого венца. В последнем случае, при диаметре впадин близком к размеру вала, шестерню изготовляют преимущест­венно за одно целое с валом. Изготовление шестерни за одно целое с валом обязательно, если не может быть обеспечена достаточная по условиям прочности толщина металла между впадиной зуба и па­зом для шпонки (не менее двух модулей зацепления).

Размеры зубчатого венца определяют при проектном расчете зубчатой передачи. Размеры остальных элементов обычно вычисляют по рекомендуемым соотношениям в зависимости от диаметра вала под зубчатым колесом. Эти соотношения применимы и к другим телам вращения, устанавливаемым на валы (шкивам, маховикам, звездочкам, блокам и др.). Особо следует подчеркнуть роль ступицы. С уве­личением её длины повышается устойчивость положения зубчатого колеса на валу, возрастает жесткость вала и уменьшается его де­формация (для соединения с натягом), уменьшается давление в сопряжении вала с зубчатым колесом от сил, действующих в зацеп­лении (повышается износостойкость сопрягаемых поверхностей).

При разработке технического предложения размеры деталей не известны и, следовательно, нет достаточных мотивов для выбора конструкции зубчатых колес. Поэтому конструктор может предварительно ограничиться выбором для каждого из зубчатых колес технологии получения за­готовки, варианта исполнения ступицы, способа закрепления зуб­чатого колеса на валу и передачи вращающего момента от вала к зубчатому колесу или наоборот.

Дата добавления: 2015-08-18