Конструкция зубчатых передач. Конструкция цилиндрических зубчатых колес и цилиндрических редукторов

{spoiler=Далее}

Конструкция зубчатых передач. Конструкцияцилиндрических зубчатых колеси цилиндрических редукторов

Среди конструкций цилиндрических зубчатых колес различают цельные, сварные и сборные.

            Если диаметральные размеры зубчатого колеса мало отличаются от диаметра вала, то его выполняют заодно с валом – получается, так называемая, вал-шестерня. На рис. 20.1а показана вал-шестерня планетарного редуктора самолета. При бόльших диаметрах зубчатые колеса – это отдельные детали или узлы, фиксируемые на валах при помощи шлицев (рис. 20.1б и 20.1в), шпонок (рис. 20.1г и рис. 20.1д) или другими способами.

Рис. 20.1.

         Если диаметральные размеры зубчатого колеса невелики, то есть, отличаются от диаметра вала не более чем в два раза, то его выполняют в виде  простого цилиндра (рис. 22.1б). При больших диаметрах конструкция зубчатого колеса включает зубчатый венец, диск (часто – с отверстиями) и ступицу (рис. 22в). Длина ступицы может быть равна или быть больше ширины зубчатого венца, но обязательно должна быть больше диаметра вала (в полтора – два раза) для уменьшения возможности перекосов при монтаже и работе. Толщина диска обычно составляет (20 430) % от ширины зубчатого венца. Толщина обода и ступицы зависит от способа производства заготовки зубчатого колеса (литье, штамповка, ковка, точение) и рассчитывается по специальным эмпирическим формулам [17].

         Сварное зубчатое колесо показано на рис. 20.1г. Для большей жесткости конструкции оно выполнено с двумя дисками. В крупногабаритных конструкциях для уменьшения массы и из технологических соображений зубчатый венец связывают со ступицей при помощи спиц.

         На рис. 20.1д показано сборное зубчатое колесо – зубчатый венец посажен на диск со ступицей и закреплен болтовым соединением. Это делается, по крайней мере, по двум соображениям. Во-первых, для большей ремонтопригодности – если зубья выйдут из строя, то надо будет менять не все зубчатое колесо, а только его зубчатый венец. Во-вторых – для экономии конструкционной стали, так как диск со ступицей может быть выполнен чугунным.

         Редукторы бывают выполнены как отдельные сборочные единицы или встроены в конструкцию привода машины. В виде отдельных сборочных единиц редукторы используются в приводах таких машин, как подъемные краны, транспортеры, сельхозмашины и пр. Существуют стандартные конструкции редукторов различных типоразмеров. Редукторы, встроенные в конструкцию привода машин имеют обычно устройства для изменения передаточных отношений и называются коробками скоростей или передач, например, коробка скоростей токарного станка, коробка передач автомобиля.

Различают редукторы с неподвижными осями колес и планетарные редукторы. В зависимости от величины передаточного отношения редукторы с неподвижными осями колес выполняются одноступенчатыми, двухступенчатыми и трехступенчатыми. Разбивка общего передаточного отношения между ступенями производится из соображений минимальных габаритов конструкции.

На рис. 20.2 показана одна из возможных конструкций двухступенчатого редуктора. Для простоты сборки  и обслуживания редуктора его корпус выполнен разъемным, то есть, состоит из двух частей – нижней 1 и верхней 2. Обычно они выполняются литыми – чугунными или алюминиевыми. Разъем проходит по осевой плоскости валов. Опорами валов служат шариковые и роликовые подшипники качения, способные воспринимать не только радиальные, но и осевые нагрузки, возникающие в косозубых передачах редуктора. Входной вал 3 выполнен заодно с шестерней. Промежуточный вал 4 тоже является вал-шестерней. На этом валу при помощи шпонки установлено ведомое зубчатое колесо 5 быстроходной ступени. На выходном валу 6 зафиксировано ведомое зубчатое колесо 7 тихоходной ступени.

Рис. 20.2.

Смазка передач и подшипников происходит при помощи масляной ванны 8. Ведомое колесо тихоходной ступени погружено в масло, оно разбрызгивается и внутри корпуса образуется масляный туман. Масло заливается в редуктор через отверстие в верхней части корпуса, закрытое пробкой 9. По мере эксплуатации редуктора масло загрязняется продуктами износа зубчатых колес и подшипников и его необходимо менять. Слив масла производится через отверстие в нижней части корпуса, закрытое пробкой 10.

Для предупреждения попадания грязи внутрь корпуса и вытекания масла из него в сквозных крышках подшипников установлены уплотнения 11 и 12 в виде войлочных колец. В глухих крышках предусмотрены  устройства для регулировки подшипников качения при помощи нажимных винтов. Для облегчения сборки и разборки редуктора в верхней части корпуса предусмотрены отверстия 13.

         На рис. 20.3 показана конструкция планетарного цилиндрического редуктора самолета, предназначенного для уменьшения частоты вращения вала поршневого двигателя. Редуктор смонтирован в литом алюминиевом корпусе 1 с крышкой 2. Входной вал 3, соединяемый с валом двигателя, выполнен заодно с солнечной шестерней. Сателлиты 4 вращаются на осях 5, неподвижно установленных в сателлитодержателе (водиле), состоящем из двух, жестко связанных частей – правой 6 и левой, выполненной заодно с выходным валом 7, на который устанавливается винт самолета. Коронное колесо 8 закреплено в корпусе.

         Концентрическая соосная конструкция редуктора приводит к особому расположению опор вращения его элементов: входной вал (вал-шестерня) вращается в подшипниках, установленных не в корпусе, а в сателлитодержателе; опоры сателлитодержателя расположены в корпусе.

Смазка редуктора осуществляется разбрызгиванием масла через форсунку 9 и созданием масляного тумана. Излишки масла сливаются через трубопровод 10. Уплотнение вращающихся валов производится манжетами 11 и 12, изготовленными из армированной резины и установленными с обеих сторон редуктора.

Редукторы турбовинтовых самолетов и вертолетов имеют более сложную конструкцию на основе замкнутых планетарных механизмов. В большинстве конструкций предусмотрена смазка под давлением через специальные каналы в валах и зубчатых колесах.

{/spoilers}