Рис к статье 6new

Методика проектирования механического привода

50 руб.

Описание товара

Методика проектирования механического привода

          Методика проектирования любого привода в общем случае содержит следующие этапы, которые выполняются как последовательно, так и параллельно – последовательно.

  1. Поиск технического решения, отвечающего требованиям задачи на проектирование.
  2. Выбор типа зубчатых передач, муфт, подшипников.
  3. Выполнение проектировочных расчетов зубчатых передач, валов, муфт, подшипников, шпоночных и шлицевых соединений.
  4. Компоновка  и размерная увязка привода с исполнительным механизмом и ведущим органом (электродвигателем, гидромотором, пневмоцилиндром), а также компановка и размерная увязки входящих в него деталей
  5. Уточнение конструктивного выполнения зубчатых колес, муфт, валов  подшипниковых опор и формирование требований к корпусу или станине и приводимым механизмам основным и вспомогательным.
  6. Разработка чертежа общего вида (сборочного чертежа) привода.
  7. Введение в конструкцию привода элементов наладки и регулировки, необходимых для сборки, наладки, эксплуатации, обслуживания и ремонта привода.
  8. Разработка технических требований сборочного чертежа привода, обеспечивающих его правильную сборку и регулировку.
  9. Отработка конструкции привода на технологичность.
  10. Отработка конструкции привода на соответствие требованиям ТБ.
  11. Отработка конструкции привода на соответствие требованиям эргономики и эстетики.
  12. Разработка рабочих чертежей деталей и сборочных единиц, входящих в привод.
  13. Контроль КД (конструкторский, технологический).
  14. Анализ результатов проектирования.

         Первый этап – поиск технического решения задачи на проектирование привода сводится к нахождению его конструктивной или кинематической схемы, отвечающей требованиям и ограничениям, предъявляемым к нему.

       Для поиска решения задачи на проектирование привода, разработчик использует свой опыт в области создания аналогичных ТО, прибегает к информации, содержащейся в технической литературе по профилю данного вида техники, или информации о различных видах приводов и передач, а также изучает патентные документы. При создании новых сложных приводов, особенно, если они не имеют аналогов, целесообразно использовать приемы, предлагаемые в работе [2].
            Второй, третий и четвертый этапы, – выбор типа зубчатых колес, муфт,     подшипников, выполнение проектировочных расчетов и компоновку привода не возможно выполнять отдельно друг от друга в той или иной последовательности, поскольку они взаимосвязаны, взаимозависимы и направлены на достижение одной цели, – определения основных размеров, формы и взаимного расположения деталей и сборочных единиц входящих в привод.
Начиная определять тип зубчатых передач, муфт и подшипников, конструктор умозрительно должен в первом приближении представлять компоновку привода, поскольку это является первым и основным видом исходных данных для его создания. Вторым видом исходных данных являются расчетные величины потребной мощности привода, скорости перемещения, или вращения выходного элемента (элементов) и величина их перемещений (ряд перечисленных параметров может быть задан в техническом задании на проектирование). Третьим видом исходных данных, которые конструктор разработчик должен обязательно учитывать при проектировании, являются имеющиеся виды энергоносителей (электроэнергия, сжатый воздух, жидкость находящаяся под давлением) и условия эксплуатации технического объекта (ТО).
Когда все эти исходные данные получены или рассчитаны, перед тем как         приступить к выбору типов зубчатых колес, муфт, подшипников разработчику необходимо тщательно проанализировав исходные данные, четко сформулировать требования и ограничения к этим основным элементам привода. Например, для выбора типа соединительной муфты помимо скорости вращения валов и передаваемого крутящего момента необходимо определить, какую несоосность и перекос осей валов она должна компенсировать. Для выбора типа механической передачи и степени точности зубчатых колес необходимо в зависимости от условий работы привода (скоростного режима, величины статических и динамических нагрузок, продолжительности работы, величины передаточного отношения привода ) сформулировать требования к кинематической точности и жесткости кинематической цепи привода. Для определения типа подшипников необходимо, помимо действующих на подшипниковую опору осевых и радиальных нагрузок, установить степень влияния на них погрешности изготовления деталей привода, а также температурной и упругой деформации вала. При проектировании привода ТО имеющего незначительные отличия от аналога успешно спроектированного и внедренного в производство разработчик при выборе его основных элементов чаще всего, полагается на имеющийся опыт. Но при проектировании привода ТО обладающего высоким уровнем новизны разработчик перед началом проектирования должен обязательно потратить время на изучение технической и обязательно патентной литературы по данной тематике, поскольку оно будет компенсировано применением в приводе элементов соответствующих современному уровню развития техники.
При проектировании привода очень важна достоверность расчетов его основных параметров, поскольку в дальнейшем они в значительной степени определяют конструкцию привода. Залогом достоверности выполняемых расчетов являются два фактора, наличие проверенных или технически обоснованных исходных данных и правильно выбранные расчетные схемы, поскольку методики расчета приводов известны и многократно проверены на практике. Порядок расчета основных элементов механического привода (зубчатых, цепных и ременных передач, валов, подшипников, основных видов муфт, способов крепления деталей на валах) приводится в работе [2].
Компоновка привода, в составе оборудования, является процессом, зависимым от расположения основных исполнительных механизмов, которое определяется функциональным назначением изделия и выбранной конструктивной схемой, определяемой разработчиком намного раньше, чем начинается проектирование привода. Только при проектировании принципиально новых ТО процесс проектирования исполнительных механизмов и их привода осуществляется параллельно и более оптимальная компоновка привода может оказать существенное влияние на конструкцию исполнительных механизмов и наоборот, или говоря проще в этом случае степень важности конструкции исполнительных механизмов и привода в общей конструктивной схеме изделия одинакова. Примером однозначной зависимости привода от расположения исполнительных механизмов является привод холодно – высадочного автомата (см.Рис. 1).

 Рис 1Рис 1 Привод механизмов холодно – высадочного автомата

           Еще одним важным фактором, влияющим на компоновку привода, является требование по его выполнению во встроенном (см. Рис 2) или агрегатном виде (см. Рис 3), которое может диктоваться выбранной конструктивной схемой ТО или оговариваться в техническом задании. На Рис 2 показана конструкцию передней бабки шлифовально – затыловочного станка, включающая механизм автоматического деления и привод вращения планшайбы.

Рис 2

Рис 2 Конструкция передней бабки шлифовально – затыловочного станка

               На Рис 3 показана конструкция двухмодульного понижающего редуктора привода тяжело нагруженного скребкового конвейера, позволяющего менять положение приводного электродвигателя относительно оси подачи материала,

Рис 3Рис 3 Конструкция двухмодульного понижающего редуктора привода тяжело скребкового конвейера

            И тот и другой варианты привода в зависимости от вида и конструкции создаваемого оборудования, условий его изготовления и эксплуатации может иметь конструкторские и технологические преимущества и недостатки. Методика выполнения компоновки приведена в работе [2].
После выполнения компоновки привода в составе оборудования у разработчика обычно возникает определенные требования к исполнительному и вспомогательным механизмам, прежде всего в части уточнения места расположения их ведущих звеньев, при-соединительных размеров, а также к способу крепления к соответствующим ведомым элементам привода, соединяемым с ними. Кроме того, уточняются габаритные и присоединительные размеры основных базовых деталей и покупных сборочных единиц привода и его размерная привязка к базовым осям или плоскостям корпуса или станины. Когда положение привода в составе оборудования определено, также как и форма его исполнения (встроенное или агрегатное) выполняется компоновка входящих в него деталей, которая предусматривает влияние следующих факторов:
– выполняемые механизмом функции и его конструктивная схема, позволяющая их реализовать,
– конструктивные особенности деталей входящих в механизм,
– требования и ограничения, налагаемые на механизм ТО,
– удобство доступа к деталям механизма подлежащим регулировке.
При компоновке деталей в составе привода выполняется один из наиболее важных этапов разработки конструкции привода – размерная увязка деталей, которая в определяющей степени влияет на размеры деталей, устанавливаемые на этапе разработки их рабочих чертежей.
             Пятый этап. После выполнения размерной увязки деталей в составе привода,     выполняется уточнение их конструкции, которое учитывает результаты расчетов выполненных на третьем этапе. При этом разработчик предварительно планирует технологию их изготовления, и прежде всего, тип заготовки и окончательную операцию, обеспечивающую точность базовых и посадочных поверхностей
            Шестой этап. После выполнения размерной увязки и уточнения конструкции деталей входящих в привод разрабатывается чертеж его общего вида или сборочный чертеж, в зависимости от того, какие стадии проектирования определены техническим заданием. На данном этапе определяется взаимосвязь элементов привода, включая устройства и детали для их соединения и посадки, а также полная номенклатура и количество оригинальных, заимствованных и покупных деталей и сборочных единиц, входящих в привод.
           Седьмой этап – введение в конструкцию привода элементов обеспечивающих    выполнение технических требований при его сборке и регулировке, которое осуществляется на основе анализа собираемости узла и условий, определяющих надежное функционирование при эксплуатации. Такими элементами являются различного рода прокладки регулировочные кольца и винты, а возможно и специальные приспособления, которыми необходимо обеспечить производство при проведении его технической подготовки.
           Восьмой этап – разработка технических требований к конструкции привода,     обеспечивающих его правильную сборку и регулировку, выполняется после окончательного определения конструкции привода и разработки чертежа его общего вида или сборочного чертежа. Эта работа выполняется на основании анализа условий обеспечивающих нормальную работу привода. Например, для назначения величины бокового зазора в цилиндрической зубчатой передаче выполняется его расчет с учетом возможных температурных изменений размеров зубчатых колес и корпуса привода, а также с учетом погрешности изготовления деталей привода.
           Девятый этап – отработка конструкции привода на технологичность       осуществляется на основе выявления возможности обеспечения условий его работоспособности при выполнении сборки, при условии того, что детали входящие в привод изготовлены технически и экономически обоснованными методами. Подробно методика отработки конструкции на технологичность приводится в работах [2] и [3].
           Десятый этап – отработка конструкции привода на соответствие требованиям ТБ осуществляется путем анализа выполнения требований соответствующих стандартов системы ТБ, перечень которых отоваривается в ТЗ на проектирование ТО, а также путем рассмотрения возможных последствий отказов, которые могут быть вызваны износом или поломками входящих в привод деталей и сборочных единиц или аварийной остановкой машины или оборудования в которую он входит.
         Одиннадцатый этап – отработка конструкции привода на эргономичность и    эстетичность не всегда выполняются в полном объеме из-за их невысокой актуальности и востребованности, поскольку привод, как правило, находится в корпусе или закрыт ограждением, которое снимается только при его наладке и разборке, поэтому его внешний вид и расположение не оказывает существенного влияния на эстетику и эргономику ТО в целом.
         Двенадцатый этап – разработка рабочих чертежей деталей и сборочных единиц, входящих в привод выполняется на основе конструкторской информации заложенной в сборочном чертеже узла с учетом технологических требований конкретного производства и стандартов оговаривающих как общие требования к разработке КД, так и требования к выполнению чертежей конкретных деталей, например зубчатых колес, звездочек, валов, крышек и корпусов.
         Тринадцатый этап – осуществление конструкторского и технологического контроля разработанной КД, осуществляется последовательно в два этапа. Конструкторский контроль разработанной документации является последней стадией разработки КД и именно на данном этапе еще можно выявить и устранить ошибки, зачастую на первый взгляд незначительные, но которые могут при производстве опытного образца привести к значительным необоснованным материальным и финансовым затратам и потере времени. Методика проверки рабочих чертежей приведена в работе [2]. Технологический контроль разработанной КД привода, проводимый на этапе рабочего проектирования, является продолжением отработки конструкции на технологичность, проведенной на этапе технического проекта. Он сводится к определению обоснованности назначенных конструктором требований по точности размеров деталей, а также анализу возможности их изготовления с учетом технологических возможностей и производственных мощностей производителя.
             Четырнадцатый этап – анализ результатов проектирования привода осуществляется с использованием структурно – функционального анализа, который позволяет вы-явить соответствие созданной конструкции и ее функциональных возможностей поставленной задаче на проектирование (функциональный перегруз или недогруз элементов конструкции).

Пример использования методики при проектировании привода на основе
двухступенчатого соосного цилиндрического редуктора.

         На этапе поиска технического решения разработчик путем анализа известных конструкций определил конструктивную схему привода кривошипно – шатунного механизма состоящую из ременной передачи, соединяющей вал электродвигателя с ведущим валом двухступенчатого цилиндрического редуктора имеющего, согласно требований задачи на проектирование, соосную компоновку и агрегатную конструкцию. Конструктивно – кинематическая схема привода показана на Рис 4

Рис 4Рис 4 Конструктивно – кинематическая
схема проектируемого привода

        ПЕРВЫЙ ЭТАП. Поиск технического решения.
На этапе поиска технического решения была определена характерная особенность конструкции редуктора заключающаяся в том, что его ведущий вал, на котором установлен ведомый шкив ременной
передачи, был расположен в расточке коленчатого вала и отверстии ведомого зубчатого колеса тихоходной передачи.
Используя методику проектирования привода, изложенную в предыдущей статье, разработаем по выбранной конструктивной схеме конструкцию соосного редуктора при заданном числе оборотов кривошипного вала и приведенном к нему крутящем моменте, а также числе оборотов электродвигателя и передаточном отношении ременной передачи. Поскольку конструктивная схема редуктора определена, проектирование
ВТОРОЙ ЭТАП. Выбор типа зубчатых передач, муфт, подшипников.
ТРЕТИЙ ЭТАП. Выполнение проектировочных расчетов зубчатых передач, валов, муфт, подшипников, шпоночных и шлицевых соединений.
Учитывая, что тип зубчатых передач был уже выбран на первом этапе проектирования, на данном этапе первоначально необходимо было назначить передаточные отношения в первой и второй ступени редуктора, при заданном передаточном отношении ременной передачи и числе оборотов электродвигателя, имея при этом в виду, что для соосного редуктора параметры обоих зубчатых передач должныудовлетворять следующему равенству : m1(z1+ z2) = m2(z3+ z4);
Где:
m1,z1,z2, модуль и число зубьев быстроходной зубчатой передачи,
m2,z3,z4, модуль и число зубьев тихоходной зубчатой передачи,
Учитывая, что z2 = z1∙ i1 , z4 = z3∙ i2; получим следующий вид этого равенства:    m1 z1 (1+ i1) = m2 z3 (1+ i2);
Разделив обе части равенства на выражение m1 (1+ i1) получим его следующий вид: z1/z3 = m2 (1+ i2)/m1 (1+ i1); который при заданной величине модулей m1и m2 обоих зубчатых передач, позволяет найти соотношение числа зубьев шестерен z1 первой и z3 второй передачи. Например, если m1= 2,5мм, m4= 4мм, i1= 4, i2= 3, то соотношение z1/z3 = 1,28.
Затем методом подбора определяется минимальное целое число зубьев шестерен быстроходной и тихоходной передач соосного редуктора, отвечающее рассчитанному соотношению, которое в данном случае равно z1= 32, z2= 25.
При этом межцентровое расстояние быстроходной и тихоходной передач будет равно:
A1 = m1 z1 (1+ i1) = 2,5∙32(1 + 4) = 400мм;
A2 = m2 z3 (1+ i_2)= 4∙25(1 + 3) = 400мм
Таким образом, условие соосности редуктора выполняется поскольку A1 = A2
После этого выполняется проверочный расчет прочности зубьев колес, позволяюший подтвердить правильность выбора модулей зацепления обеих передач (расчет выполнялся на сопротивление зубьев усталости при изгибе по формулам, приведенным в ГОСТ21354 – 87). Поскольку линейные скорости зубчатых колес не превышали 6 м/с, в обеих ступенях редуктора были использованы прямозубые зубчатые передачи 8(й) степени точности.
Поскольку крутящий момент, приведенный к кривошипному валу был задан и он соответствовал крутящему моменту на зубчатом колесе тихоходной передачи, были рассчитаны крутящие моменты, передаваемые быстроходным и промежуточным валами и усилия в зацеплениях, и на основании этих данных был выполнен прочностной расчет указанных валов и определены их диаметры в месте установки зубчатых колес и подшипников. Это позволило произвести расчет статических нагрузок действующих на подшипники. В данном случае тип и типоразмер подшипников быстроходного вала определялся диаметром вала, отверстием в тихоходной шестерне и действующими на подшипники нагрузками. Исходя из этого, а также для компенсации прогиба вала и восприятия основной части радиальных нагрузок от консольно установленной на его правом конце ведущей шестерни в правой опоре быстроходного вала был установлен радиальный двухрядный сферический шарикоподшипник по ГОСТ28429 – 90, а в левой опоре радиальный роликоподшипник с короткими цилиндрическими роликами по ГОСТ8328 – 75, с незакрепленным в осевом направлении наружным кольцом. К выбору типа и типоразмера подшипников промежуточного вала, при данной конструктивной схеме редуктора, ограничений практически не было, за исключением нагрузочной способности, определяемой действующими усилиями и некоторого ограничения к внутреннему диаметру, определяемому диаметром промежуточного вала. Поэтому в качестве обеих опор вала, несмотря на разницу в действующих нагрузках, были выбраны радиальные шарикоподшипники по ГОСТ 8338 – 75 одного типоразмера. Выбор типа и типоразмера опорных подшипников тихоходного зубчатого колеса помимо действующих на них нагрузок, учитывался минимально возможной наружный диаметр ступицы колеса и максимально возможный диаметр отверстия в промежуточной опоре. Всвязи с этими ограничениями были выбраны роликоподшипники радиально – упорные конические по ГОСТ 333 – 79 серии 7000. Все выбранные подшипники проверялись по величине предельно допустимой частоты вращения в соответствии с ГОСТ20918 – 75.
Выбор типа и типоразмера муфты М , соединяющей тихоходное зубчатое колесо редуктора с кривошипным валом, осуществлялся исходя их того, что смещение осей коленчатого вала и тихоходного зубчатого колеса редуктора регулируется при монтаже последнего, перекос их осей относительно мал, величина передаваемого момента значительна, а расстояние h, ограничено требованиями ТЗ на проектирование. Учитывая все это, тихоходное зубчатое колесо редуктора и кривощипный вал соединяются посредствам жесткой кулачковой муфты. Поскольку ведомый шкив ременной передачи помимо передачи редуктору крутящего момента, выполняет еще и функции маховика и ввиду этого имеет большую массу, он устанавливался не на быстроходном валу редуктора, а посредствам двух радиальных однорядных шарикоподшипников по ГОСТ 8338 – 75 на разгрузочной буксе, закрепленной на станине машины и соединялся с быстроходным валом редуктора посредствам муфты, что позволяло разгрузить быстроходный вал редуктора. Тип и типоразмер этой муфты был выбран исходя из величины передаваемого крутящего момента и взаимного расположения, соединяемых деталей. Учитывая то, что ведомый шкив установлен посредствам подшипников на разгрузочной буксе, а быстроходный вал установлен на подшипниках расположенных в отверстии тихоходного зубчатого колеса редуктора и его ведущий конец расположен на большой консоли по отношению к расстоянию между опорными подшипниками, что создает значительную несоосность и перекос осей соединяемых деталей привода, для соединения была выбрана кулачково – дисковая муфта (см. Рис 5)

Рис 5Рис 5 Конструкция кулачково – дисковая муфта

            Поскольку привод работает в нереверсивном режиме с импульсными нагрузками для крепления шестерни выбраны призматические шпонки сечение которых установлено по ГОСТ23360 – 93, в зависимости от диаметра вала, а длина рассчитана из условия прочности на срез и смятие.
ЧЕТВЕРТЫЙ ЭТАП. Компоновка деталей привода с учетом стыковки и размерной увязки с исполнительным механизмом и ведущим органом.
После выполнения перечисленных расчетов, прежде всего параметров зацепления (модуля и числа зубьев зубчатых колес), а также диаметра валов и выбора типа и типоразмера подшипников и соединительных муфт появляется возможность уточнить компоновку (взаимное расположение) деталей входящих в состав привода, по сравнению с эскизным чертежом, разработанным на этапе поиска технического решения, которая делается с учетом размерной увязки с исполнительным механизмом и ведущим органом.В данном случае, поскольку редуктор имеет агрегатную конструкцию и его входной (быстроходный) и выходной (тихоходный) валы расположены соосно (один внутри другого), то его компоновка (расположение) относительно исполнительного механизма и других вспомогательных механизмов машины практически определена, за исключением положения промежуточного вала, которое выбрано таким образом, чтобы оси всех валов находились на       одинаковом расстоянии от основания станины, т. е. находились в одной горизонтальной плоскости. Компоновка ведомого шкива ременной передачи, выполняется с условием его расположения на противоположной стенке станины. Учитывая вышеизложенное, основ-ной объем работ при выполнении компоновки составила взаимная размерная увязка деталей входящих в привод (см. Рис 6)

Рис 6Рис 6 Размерная увязка деталей входящих в привод

        ПЯТЫЙ ЭТАП. Уточнение конструктивного выполнения зубчатых колес, муфт, валов подшипниковых опор и формирование требований к корпусу или станине и приводимым механизмам основным и вспомогательным.
После выполнения перечисленных расчетов, прежде всего параметров зацепления (модуля и числа зубьев зубчатых колес) а также диаметра валов и выбора типа и типоразмера подшипников и соединительных муфт появляется возможность уточнить размеры деталей входящих в редуктор по сравнению с теми, которые были определены в значительной степени предварительно, при выполнении эскизных чертежей формализующих найденное разработчиком техническое решение. При этом уже рассматриваются вопросы технологии изготовления деталей, прежде всего с точки зрения метода получения заготовки, (литье, штамповка, сварки) и метода достижения точности базовых и посадочных поверхностей (точение, координатная расточка, фрезерование, шлифование), что также позволяет уточнить размеры и форму деталей входящих в редуктор и особенно его корпуса. В данном случае в результате такого анализа принимается решение о выполнении тихоходного зубчатого колеса за одно целое с выходным валом, а тихоходной шестерни заодно целое с промежуточным валом.
ШЕСТОЙ ЭТАП. Разработка чертежа общего вида (сборочного чертежа).
На данном этапе после выполнения компоновки и уточнения размеров и формы деталей привода и прежде всего корпуса редуктора, выполняется чертеж общего вида или сборочный чертеж, для чего в первую очередь определяется главный вид, который выполняется в масштабе максимально приближенном к фактическому размеру привода, а также остальные виды и разрезы, позволяющие однозначно определить созданную конструкцию. При этом, также устанавливаются, а при необходимости рассчитываются посадки зубчатых колес и подшипников на валы, устанавливается тип и способ смазки зубчатых колес, подшипников и муфт, а также выбирается способ контровки крепежных элементов (болтов, винтов, гаек).
СЕДЬМОЙ ЭТАП. Введение в конструкцию привода элементов наладки и регулировки.
Для обеспечения ограничения момента развиваемого выходным валом редуктора в ведомый шкив ременной передачи была встроена предохранительная муфта, момент срабатывания которой настраивался изменением усилия нажимных пружин, которое осуществлялось регулировкой осевого положения специальных винтов. Конструкция муфты была выполнена таким образом, что при регулировке усилия прижима положение ведомого диска связанного с ведущей полумуфтой кулачково – дисковой муфты не менялось.

Рис 7Рис 7 Конструкция разработанного привода включающего сосоный двухступенчатый редуктор

          Конструкция разработанного с использованием предлагаемой методики привода включающего сосоный двухступенчатый редуктор показана на Рис 7. Ведущий вал 1 редуктора расположен на подшипниках качения 2 и 3 в центральном отверстии ведомого колеса 4, причем для компенсации прогиба вала и восприятия основной части радиальных нагрузок от консольно установленной на его правом конце ведущей шестерни 5 применен радиальный двухрядный сферический подшипник 2, осевое положение которого зафиксировано в ведомом колесе 4 стопорным кольцом 6 и упорным буртом в отверстии колеса 4. В качестве второго подшипника 3 ведущего вала применен радиальный цилиндрический подшипник с длинными цилиндрическими роликами, осевое положение которого на валу 1 зафиксировано стопорным кольцом 7, а в отверстии ведомого колеса 4 он не фиксируется в осевом направлении, что позволяет упростить сборку редуктора и компенсировать неточности изготовления линейных размеров вала 1. Ведущая полумуфта 8 кулачково – дисковой муфты 9 установлена с возможностью регулировки ее осевого положения за счет наличия набора мерных прокладок 10, что позволяет компенсировать неточность изготовления линейных размеров, прежде всего ведущего вала, и тем самым исключить возможность создания дополнительной осевой нагрузки на сферический подшипник 2 при затяжке болтов крепления полумуфты 8. Ведомое зубчатое колесо 4, имеющее ступенчатое внутреннее отверстие, выполнено с двумя цапфами, которые на шарикоподшипниках 11 установлены в расточке корпуса редуктора 12, причем подшипник левой цапфы колеса расположен в расточке дополнительной опоры 13 корпуса редуктора, введение которой совместно с полой конструкцией ведомого колеса 4 и позволило создать компактную, конструкцию соосного редуктора. Зубчатое колесо 17 быстроходной передачи редуктора, зацепляющееся с ведущей шестерней 5, установлено на промежуточном валу-шестерне 18, который на шарикоподшипниках 19 расположен в расточке корпусе редуктора 12 и находится в зацеплении с ведомым зубчатым колесом 4. Поскольку привод при эксплуатации воспринимает только импульсные нагрузки одного направления, ведущая шестерня и зубчатое колесо крепятся на валах посредствам стандартных призматических шпонок. Для обеспечения прилегания боковых поверхностей торцевых кулачков эксцентрикового вала 14 и ведомого колеса 4, которые имеют наклон 30 град между лапами редуктора и привалочной плоскостью станины 15 установлен набор мерных прокладок 16. Для смазки трущихся поверхностей кулачково – дисковой муфты 9 в ведущей полумуфте 8 предусмотрено отверстие, а в промежуточном диске 24 установлена пресс-масленка 20. Для обеспечения требуемой для нормальной работы наружных колец подшипников 21 шераховатости отверстия, оговариваемой ГОСТ 3325-81, они установлены в стальном стакане 22 запрессованном в чугунный шкив (маховик) 23. При этом внутренние кольца подшипников маховика 21 установлены на правой буксе 25, которая вместе с левой буксой 26, установлена в станине 15 и посредствам подшипников скольжения 27 создают опору эксцентрикового вала 14.
ВОСЬМОЙ ЭТАП. Разработка технических требований сборочного чертежа привода, обеспечивающих его правильную сборку и регулировку.
В качестве требований обеспечивающих работоспособность привода и выполняемых при его сборке в технических требованиях чертежа было оговорено:
– боковой зазор и пятно контакта в зубчатых передачах и метод их обеспечения – прикатка,

– осевой зазор в подшипниках быстроходной и тихоходной передач и метод его обеспечения – установка набора регулировочных прокладок требуемой толщины,

– осевой зазор в подшипниках ведомого шкива ременной передачи и метод его обеспечения – установка набора регулировочных прокладок требуемой толщины,

– величина и способ регулировки и контроля крутящего момента передаваемого предохранительной муфтой, встроенной в ведомый шкив ременной передачи.

– способ контровки крепежных элементов привода,

– перечень смазываемых перед сборкой поверхностей деталей привода,

– количество и объем закладываемой густой и заливаемой жидкой смазки.

ДЕВЯТЫЙ ЭТАП. Отработка конструкции привода на технологичность.
В соответствии с методикой отработки конструкции на технологичность изложенной в разделе 4 в качестве показателей технологичности привода были определены: боковой зазор и пятно контакта в зубчатых передачах редуктора, осевой зазор и относительный перекос наружного и внутреннего колец подшипников редуктора, радиальное и торцевое биение ведомого шкива ременной передачи и осевой зазор и перекос колец его опорных подшипников. Далее были составлены, рассчитаны и проанализированы размерные цепи, определяющие величину этих показателей (указанные размерные цепи приводятся в работе [4]). Проведенный анализ показал, что созданная конструкция привода позволяет обеспечить требуемые величины перечисленных показателей технологичности и поэтому может быть признана технологичной.
ДЕСЯТЫЙ ЭТАП. Отработка конструкции привода на соответствие требованиям ТБ.
На данном этапе были рассмотрены требования стандартов определяющих условия безопасной работы машины, в которую входил проектируемый привод, перечень которых был указан в ТЗ на проектирование. В результате чего для обеспечения требований ТБ в чертежах ведомого шкива и вращающиеся вместе с ним деталей было введено лакокрасочное покрытие желтого цвета, а в конструкции машины предусмотрено ограждение обоих шкивов ременной передачи. Также был проведен анализ возможных последствий отказов, которые могут быть вызваны износом или поломками входящих в привод деталей и сборочных единиц или аварийной остановкой машины, в которую он входит, позволивший определить соответствие привода требованиям ТБ.
ОДИНАДЦАТЫЙ ЭТАП. Отработка конструкции привода на соответствие требованиям эргономики и эстетики.
Требования по эргономике предъявляемые к приводу состояли в обеспечении удобного доступа к специальным винтам предохранительной муфты встроенной в маховик и при компоновке привода были выполнены. Отработка на эстетичность привода не проводилась по причине того что зубчатые передачи редуктора находились в закрытом корпусе, а ременная передача закрыта защитным ограждением.
ДВЕНАДЦАТЫЙ ЭТАП. Разработка рабочих чертежей деталей и сборочных единиц, входящих в привод.
В рабочих чертежах деталей привода определяющих работу зубчатых передач и опорных подшипников (зубчатых колес, валов, крышек, распорных втулок, корпуса редуктора, ведомого шкива) помимо геометрических размеров, марки материала и вида его термической обработки, указывались требования по точности к ряду размеров и поверхностей. Перечень требований по точности к типовым деталям механических передач и порядок их назначения подробно рассматривается в работе [4].

         ТРИНАДЦАТЫЙ ЭТАП. Конструкторский и технологический контроль КД.
Конструкторский и технологический контроль КД проводился последовательно в два этапа. Конструкторский контроль разработанной документации привода выполнялся согласно методики приведенной в работе [2] При проведении технологического контроля КД осуществлялась отработка на технологичность деталей входящих в привод с учетом типа заготовки и метода окончательной обработки поверхностей обеспечивающим выполнение требования по точности.
ЧЕТЫРНАДЦАТЫЙ ЭТАП. Анализ результатов проектирования.
Результаты проектирования привода оценивались путем проведения структурно – функционального анализа, при выполнении которого осуществляется оценка того, насколько входящие в механизм детали функционально недогружены, т. е. их количество необоснованно увеличено, или наоборот детали функционально перегружены и их конструкция необоснованно усложнена. В результате проведения такого анализа было выявлено, что конструкция всех деталей входящих в привод соответствует своему функциональному назначению и упростить конструкцию привода за счет сокращения количества деталей и переложения функций одних деталей на другие, или наоборот упрощения конструкции деталей за счет увеличения их количества и разделения выполняемых ими функций невозможно. Учитывая это, а также то, что созданная конструкция полностью соответствует поставленной задаче на проектирование и технические характеристики привода позволяют обеспечить выходные параметры проектируемой машины, оговоренные в ТЗ, его конструкция была оценена положительно.

ЛИТЕРАТУРА

1 Дунаев П.Ф. Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин. М.: Академия 2003г.
2 Игнатьев Н. П. Основы проектирования Азов 2011г.
3 Игнатьев Н.П. Проектирование нестандартного оборудования. Азов 2013г.

4 Игнатьев Н П. Обеспечение точности при проектировании приводов и механизмов

Статья написана на основе соответствующего раздела учебно – методического пособия Игнатьева Н. Н. «Основы проектирования. часть 2 Методика проектировапния механизмов и систем» Азов 2011г.В пособии также содержатся:
– общая методика проектирования,
– методика проектирования механизмов и систем,
– исходная информация, необходимая для проектирования всех видов приводов и механизмов, включая расчеты, а также большое количество примеров оригинальных приводов и механизмов,
– большое количество примеров основных элементов конструкции гидравлического привода и системы пневмоавтоматики и прежде всего гидро- и пневмоцилиндров.
– информация необходимая для определения: уровня автоматизации проектируемого оборудования, выбора типа его привод и отработки конструкции на – технологичность, а также примеры выполнения указанных работ.

Для приобретения полной версии статьи добавьте её в корзину,

Стоимость полной версии статьи 50 рублей.