ПРЕДИСЛОВИЕ

Программой КПСС предусмотрено широкое развитие машиностроения. Быстрое развитие получат такие конструкции машин, которые, обеспечивая высокие технические свойства, приведут к сокращению расходов сырья и энергии, повышению производительности труда.

Проектный расчет конструкции, правильный выбор ее оптимальных параметров способствуют созданию прочных, надежных и долговечных машин, позволяют уменьшить их металлоемкость.

Разработка редукторов с наименьшими габаритными размерами является важной задачей проектного расчета, так как компактность и малая металлоемкость конструкции — общие и наиболее важные требования, предъявляемые к каждому механизму.

В книге даны рекомендации по выбору оптимальных параметров передач из условия получения наиболее компактных редукторов, предложен табличный метод расчета, который позволяет сократить время, затрачиваемое на проектирование.

На основные параметры редукторов с цилиндрическими зубчатыми колесами действует ГОСТ 2185-55 и нормаль машиностроения МН 2734-62; на основные параметры червячных редукторов — ГОСТ 2144-43.

Проектный расчет передач редукторов, работающих в закрытых корпусах в условиях обильной смазки, производят по контактным напряжениям на рабочих поверхностях зубьев. В расчете при соответствующем выборе допускаемых напряжений непосредственно учитывается опасность усталостного выкрашивания и смятия, а косвенно — опасность контактного схватывания и быстрого износа зубьев. После разработки передачи в ответственных случаях производят проверочный расчет зубьев на контактные напряжения и на изгиб с уточнением расчетных данных и коэффициентов.

Тип и схему редуктора предварительно выбирают при эскизном проектировании привода с учетом удобства компоновки и расположения последнего относительно приводимой машины. При этом учитывают: требуемое передаточное число редуктора, его габаритные размеры, занимаемую площадь, вес, стоимость, к. п. д. и т. д.

В результате эскизного проектирования привода выявляют приемлемые варианты типов, схем и технических характеристик редукторов. Окончательный выбор оптимального варианта часто оказывается возможным лишь после проектного расчета других вариантов с сопоставлением их основных и габаритных размеров. Если для привода данной машины можно подобрать приемлемый редуктор централизованного изготовления, что весьма желательно, то надобность в конструировании специального редуктора отпадает.

Основные и габаритные размеры редукторов находятся в прямой зависимости от соответствующих размеров передач. Размеры передач выявляют при проектном расчете, при этом могут меняться число ступеней редуктора и параметры передач. Так, например, в диапазоне передаточных чисел i = 8–10 возможны одноступенчатые и двухступенчатые редукторы по трехосной и соосной схемам; в диапазоне i = 40–50 — двухступенчатые по трехосной и соосной схемам, а также трехступенчатые редукторы. Во всех многоступенчатых редукторах может быть принято различное распределение передаточных чисел между ступенями; в цилиндрических передачах — различные исполнения зубьев (прямые, косые или шевронные) и различная относительная ширина колес; в червячных — различное число заходов червяка; детали передач могут быть изготовлены из материала разных марок с применением различной термической обработки.

Соотношения параметров передач, при которых получаются редукторы наименьших размеров, в ряде случаев могут быть определены путем составления и решения системы уравнений. Эта трудоемкая работа должна быть проделана заранее с тем, чтобы при проектировании редукторов можно было воспользоваться результатами анализа, представленными в виде графиков или таблиц.

При проектном расчете передачи обычно определяют ее основной размер — межосевое расстояние А для цилиндрических и червячных передач, конусное расстояние L для конических передач. Эти размеры сильнее других влияют на несущую способность передач, но недостаточно полно характеризуют ее габариты.

В книге приведены более эффективные новые критерии для оценки габаритных размеров передач.

На практике при проектном расчете приходится считаться с рядом дополнительных ограничений:
а) с наличием стандартизованных и нормализованных рядов различных параметров передач, напримермодулей m, передаточных чисел i, межосевых расстояний А, коэффициентов ширины зубчатых колес ψ, а также нормалей машиностроения на зубчатые колеса (МН 2793-61 — МН 2865-61, МН 4449-63 — МН 4478-63); эти ограничения, как правило, не дают возможностипринять наивыгоднейшее по условию компактности редуктора соотношение параметров передач, а позволяютлишь приблизиться к этому соотношению, считаясь сдействующими нормативами;
б) с необходимостью учета удобства сборки и доступности деталей для осмотра и ремонта, смазки передач, конструктивной возможности выполнения вала-шестерни требуемого малого диаметра, унификациидеталей и т. п.; эти причины также могут привести кнеобходимости проектного расчета дополнительных вариантов передач.

При проектировании передач редукторов приходится учитывать большое число условий, многие из которых не могут быть выражены в удобной математической форме. Поэтому, даже при наличии рекомендаций по выбору параметров передач, проектирование, как правило, связано с анализом нескольких вариантов.

Обычно применяемый проектный расчет передач непосредственно по формулам типа (1) и (18) для просчета ряда вариантов неудобен по следующим причинам:
1) сравнительно сложная структура формул предопределяет большую трудоемкость расчета и значительную вероятность ошибок при его выполнении;
2) первая формула не дает наглядного, представления о влиянии различных параметров, особенно i, намежосевое расстояние, несущую способность и габаритные размеры передач, что затрудняет целесообразный выбор параметров, которыми приходится задаваться;
3) расчет по формулам не способствует выявлению оптимального варианта и удлиняет срок проектирования.

В данной книге приведены графики, наглядно показывающие характер зависимости между параметрами и характериситками передач. Пользуясь приведенным в книге табличным методом, по передаваемой мощности, числу оборотов колеса и другим данным сравнительно просто определяют показатель передачи, являющийся функцией ее геометрических параметров. По величине этого показателя, пользуясь таблицей, выбирают параметры пригодных вариантов.

Этот метод с использованием пропорционального интерполирования пригоден для любых передач, но особенно удобен для передач со стандартизованными параметрами.

Назад, на страницу описания