.

Вы здесь

Реверс-редукторы любительской постройки

Реверс-редукторы любительской постройки

20.03.2013 Автор: 0 12886

В. Е. Синильщиков, Ю. Н. Мухин «Катера и яхты» №3 (67) май-июнь 1977г.

 

Реверс-редукторы любительской постройки

Окончание. Начало см. «КЯ» №65,66

 

Самодельный угловой редуктор

Изготовление редуктора с пересекающимися валами (рис. 15) по трудоемкости не отличается от изготовления простейшего редуктора с одной парой цилиндрических зубча­тых колес. Все отличие заключается лишь в разных углах наклона зубьев на колесе и шестерне и необходимо­сти при расточке посадочных мест под подшипники развернуть корпус редуктора на заданный угол (а).

Корпус редуктора состоит из двух щек 14, соединенных на сварке по пе­риметру прямоугольными пластина­ми, в отверстия щек вварены корпу­са подшипников. Для увеличения жесткости конструкции предусмотре­ны ребра. В верхней крышке редук­тора сделай лючок для удобства ос­мотра, обслуживания и монтажа.

Охлаждение редуктора осуществ­ляется подачей воды в рубашку ох­лаждения, приваренную к нижней ча­сти корпуса редуктора 15.

Уплотнить выходные концы валов можно с помощью стандартных уплотнительных манжет. Ведущий вал редуктора, в частности, можно уплот­нить манжетами от передних колес мотоцикла «М1М» или автомобиля «Жигули», либо манжетой с перед­него конца коленвала двигателя «ВАЗ». Для уплотнения выходного вала редуктора можно применить манжету с внутренним диаметром 45 мм от переднего конца коленча­того вала или ступицы переднего ко­леса автомобиля «Москвич-412».

Упор винта воспринимается ра­диальным подшипником № 208, уста­новленным на переднем конце выход­ного вала. В случае использования редуктора на тяжелом катере при постоянной работе двигателя с боль­шими нагрузками вместо подшипника № 208 целесообразно использовать подшипник № 308.

При сварке коробки редуктора в щеки вставляются заготовки корпусов подшипников с припусками на вну­тренних диаметрах для дальнейшей расточки после сварки. Внутрь заго­товок вставляются центрирующие оп­равки и производится вварка корпу­сов подшипников с контролем вели­чины угла между валами. Далее при­вариваются центровая бобышка 18 и ребра жесткости к корпусам подшип­ников и щекам. Необходимо также приварить технологические платики 19 для создания базы при расточке. После сварки корпус редуктора не­обходимо отпустить (подвергнуть низ­котемпературному отжигу) для сня­тия внутренних напряжений, остаю­щихся после сварки. В противном случае может произойти коробление корпуса уже после расточки или да­же при эксплуатации редуктора, что приведет к изменениям как межцент­рового расстояния, так и угла между валами.

Наружные поверхности платиков 19 опиливаются так, чтобы они нахо­дились в одной плоскости и поворот редуктора при расточке производится относительно шипа 18. Отклонение оси шипа относительно осей валов не должно превышать 0,3—0,4 мм. Угол разворота редуктора после расточки первой пары отверстий (вернее, не непосредственно угол, a tg а1/2 нуж­но задавать при помощи большого рычага (длиной 500 мм и более), прикрепленного к корпусу редуктора, делая замеры по рычагу. Можно за­дать угол поворота и по шаблону, который упирается в предварительно обработанные боковые поверхности платиков 19. В тех случаях, когда полученный после расточки угол пе­рекоса валов будет отличаться от рас­четного больше чем на ±10, необходимо внести коррекцию в углы на­клона зубьев шестерни.

Изготовление зубчатых колес имеет ряд особенностей, связанных со сложностью шлифовки колес по­сле термообработки и необходи­мостью подбора процесса закалки для получения минимальных дефор­маций. При этом для уменьшения ко­робления колеса при закалке целесо­образно изготовлять его с минимальными выборками, которые делают для снижения веса. Следует учесть, что при закалке происходит, как пра­вило, некоторое увеличение диамет­ров колес и уменьшение угла наклона зубьев. Поэтому их нужно сделать с несколько заниженными размерами (коэффициент коррекции £ = - (0,02/0,03). По той же при­чине окончательную обработку шеек валов под зубчатые колеса необхо­димо производить с учетом изменения их размеров после термообработки.

Наиболее доступные марки сталей для изготовления зубчатых колес — 40Х и 45. После механической обра­ботки зубчатые колеса, выполненные из этих сталей, подвергаются объем­ной закалке до твердости HRC = 37/41 для колеса и 40/45 — для шестерни. Следует иметь в ви­ду, что шестерни, подвергнутые объ­емной закалке, плохо выдерживают ударные нагрузки, поэтому примене­ние в этом случае срезных болтов и упругих муфт обязательно. Лучшей стойкостью против ударных нагрузок обладают шестерни, выполненные из сталей, подвергаемых поверхностной закалке (ТВЧ или газопламенной). При этом уменьшается и деформа­ция зубчатых колес.

Наилучшей износостойкостью в сочетании с высокой стойкостью к ударным нагрузкам обладают цемен­тированные зубчатые колеса из ста­лей с малым содержанием углерода, таких как 20Х, 12ХНЗА, 18ХГТ и др.

reduktor1

reduktor2

reduktor3

В связи с тем, что размеры у ше­стерни при закалке изменяются мень­ше, чем у колеса, шестерню целесообразно изготовлять в последнюю очередь. Перед ее изготовлением же­лательно измерить истинные размеры колеса, межцентровое расстояние и угол перекоса валов редуктора (за­меры межцентрового расстояния луч­ше производить, вставив валы без колес, а при измерении угла между валами надо использовать шаблон и точный уровень или квадрант). При необходимости вносятся   поправки в угол наклона зубьев и коэффициент коррекции шестерни, чтобы обеспе­чить зазор в зацеплении в пределах 0,1—0,15 мм.

Ввиду наличия бокового скольже­ния зубьев шестерен во время ра­боты, редуктор следует заправлять только маслом для гипоидных пере­дач. Время обкатки редуктора зави­сит в основном от точности изготов­ления. Первые 3—4 часа обкатка про­изводится на холостом ходу, далее нагрузка увеличивается, причем уве­личение   зависит от площади пятна контакта зубьев (не рекомендуется увеличивать нагрузку более чем на 30—50% от максимальной, если дли­на пятна контакта меньше 30—40% от ширины зуба). Обкатку можно считать законченной, если длина пят­на контакта достигнет 60% от шири­ны зуба, а высота — 40% от его вы­соты. Шумность редуктора по мере обкатки будет уменьшаться, но тем не менее следует быть готовым к то­му, что она может остаться повы­шенной. Это объясняется как относи­тельно большими размерами   шестерен, так и погрешностями, неизбеж­ными при изготовлении в любитель­ских условиях. Для уменьшения шу­ма лучше прикрепить редуктор непо­средственно к двигателю и тщатель­но герметизировать моторное отделе­ние.

redukror4

Рис. 16. Откидная передача.

1—ось (диаметр 15); 2—кронштейн; 3—килек; 4—вал; 5—гайка-обтекатель; 6—полумуфта шлицевая 16X52X60 A2aU2; 7—цент­рирующая гайка; 8 — полумуфта щлицевая 16X52X60 Л2aS2a Л; 9 —грязезащитное кольцо (резина); 10 — сальники (диаметр внутр.=35 мм);11 —подшипник 206; 12 — вал; 13 — корпус подшипников; 14—втулка (под сварку); 15 — щеки (б=3); 16 — подшипник 820б; 17 — подшипник 20б; 18 — труба 3/4; 19 — опора руля (сталь; втулка —бронза или текстолит); 20 —винт М10; 21 — антикавнтационная плита (б = 2); 22 —ребро (6 = 3-4); 23—брызгоотбойная пластина (б=2); 24 — верхняя опора руля (сборная); 25 — руль; 26— штифт (диаметр = 6); 27—румпель двухрычажный; 28— труба 3/4; 29 — тросы поворота руля; 30—упор оболочки троса; 31 — рычаг защелки; 32 — пружина защелки с вилкой; 33 — прокладки регулировочные (дуб, фанера); 34 — ребро (б=3); 35 — фиксатор; 35—ось рычага защелки; 37—кронштейн рычага защелки; 38—зуб упорный (приварить к рычагу защелки); 39 — болт упорный М12; 40 — ребро поперечное (б = 5, под болты 39 приварены гайки); 41—опорные пластины (латунь, б=5, лунки под центры болтов сверлятся по месту); 42—упор (б=10, приварен к корпусу передачи).

В тех случаях, когда даже по про шествии 10—15 часов работы пятно контакта останется смещенным к тор­цу шестерни и длина его не будет превышать 30% длины зуба, целесо­образно более интенсивно прирабатывать зубья, применив абразивный порошок зернистостью 230—270. По­рошок смешивается с гипоидным маслом и эпизодически наносится на вра­щающиеся с небольшой нагрузкой шестерни. При такой приработке мо­жно уменьшить толщину зуба почти на 0,05 мм. Это позволит выправить погрешности изготовления в том слу­чае, если разность углов наклона зубьев шестерни и колеса отличаются не более чем на 12—15 от угла дей­ствительного перекоса валов. Воз­можно, что подшипники после такой приработки придется заменить, если не принять мер для их защиты. Боль­шие ошибки в изготовлении редуктора при помощи приработки с абразивом исправить не удается, так как при этом существенно искажается про­филь зубьев и увеличивается зазор в зацеплении (более 0,25—0,3 мм).

reduktor5

Цилиндрические зубчатые переда­чи в отличие от винтовых прираба­тываются значительно хуже, так как в них отсутствует продольное сколь­жение зубьев, а профильное сколь­жение невелико. Поэтому в таких пе­редачах, как правило, не удается при­работкой исправить существенные по­грешности изготовления. Более того, за счет неравномерного контакта по ширине зуба в его нагруженной ча­сти будут накапливаться усталостные напряжения, которые могут привести к выкрашиванию рабочей поверхно­сти зуба еще в процессе его прира­ботки (это относится к зубьям, имею­щим высокую твердость). Тем не менее это не исключает применения аб­разивного порошка для ускорения приработки. С другой стороны, на­грузочная способность цилиндриче­ских передач выше винтовых, что по­зволяет при одинаковой нагрузке применять зубчатые колеса, имеющие меньшую твердость. В связи с этим может быть принят другой порядок изготовления колес.

Вначале производится черновая обработка зубьев, затем колесо ка­лится до твердости HRC = 32/35 с последующей чистовой обработкой зубьев (такая твердость позволяет производить обработку при помощи обычного зубонарезного инструмен­та). Закалку шестерни при этом нужно производить (лучше использо­вать ТВЧ) до твердости HRC = 38/42 без последующей механи­ческой обработки. Редуктор, как ука­зывалось ранее, целесообразнее кре­пить к коробке передач (рис. 16). В тех случаях, когда по каким-то причинам это не удается, в платиках сверлят отверстия для крепления к сварному кронштейну. Аналогичные платики приваривают с противопо­ложной стороны для крепления вто­рого кронштейна.

Шестерни можно также подобрать от коробок передач грузовых автомо­билей или тракторов (межцентровое расстояние 90—120 мм). В некоторых случаях можно подобрать практиче­ски готовый редуктор. Так, раздаточ­ная коробка автомобилей «ГАЗ-63», «-66», «-69» или «УАЗ-469» с переда­точным отношением на понижающей передаче 1,97 может использоваться в качестве цилиндрического редуктора без переделок. Правда, вес и га­бариты такого редуктора будут боль­ше, чем специально изготовленного.

Откидная передача со шлицевой разобщительной муфтой

Откидная передача со шлицевой разобщительной муфтой, расположен­ной под водой (рис. 16), была спро­ектирована одним из авторов этой статьи для мореходного катера «Снарк» (см. «КЯ» № 5, 10, 28). Дли­тельный опыт эксплуатации этой пе­редачи (катер прошел к настоящему времени 30 000 км), а также опыт эксплуатации других катеров с ана­логичными передачами, построенных позднее, показал их высокую надеж­ность и неприхотливость в эксплуата­ционных условиях. Такая передача

обладает основными достоинствами Z-образных колонок, за исключением габаритной осадки при поднятом вин­те— она на 150—200 мм больше, чем у Z-образных передач.

В то же время конструкция такой передачи значительно проще, чем Z-образной. В отличие от обычных не­откидных передач, вал здесь состоит из двух частей (4 и 12), причем вто­рой вал (12), на который насажен винт, вращается в подшипниках (11, 16, 17), запрессованных в корпус 13, который при ударе о подводное пре­пятствие может откидываться, пово­рачиваясь относительно оси крон­штейнов 2. При этом шлицевая муф­та 6, 8 расцепляется, а двигатель глушится или водителем или автома­тически за счет срабатывания конце­вого выключателя зажигания. Для того, чтобы защитить выступающий из дейдвуда вал 4, на глиссирующих катерах приходится устанавливать защитный килек 3. Килек несколько увеличивает смоченную поверхность и осадку катера, но одновременно улуч­шает его устойчивость на курсе (осо­бенно на попутном волнении). Вал 4 крепится к фланцу редуктора при помощи муфт по типу рис. 8. Если вал короткий (длина менее 35— 40 диаметров), то целесообразно при­менять упругие муфты (рис. 8). Шлицевые полумуфты 6, 8 лучше все­го изготовить из сталей типа 3X13 с закалкой полумуфты 8 до   HRC = 45/50, а полумуфты 6 до HRC = 40/45.

Возможно изготовление полумуфт из коррозирующих сталей 45, 40Х. В этом случае при эксплуатации ре­комендуется 2—3 раза в месяц под­нимать передачу и наносить слой смазки ЦИАТИМ-201 на полумуфту 8 и на гайку 7 так, чтобы при вводе полумуфты в зацепление вся внутрен­няя полость оказалась заполненной смазкой. Для удобства ввода в за­цепление входящие кромки шлицев необходимо заострить. Для уменьше­ния попадания воды в муфту служит упорное резиновое кольцо Р. Следует также иметь в виду, что в основном шлицы коррозируют после подъема катера на берег, если в муфте оста­лись следы воды. Это также относит­ся и к подшипникам (11, 16, 17). По­этому, после подъема катера реко­мендуется снять корпус подшипников 13 с ввитом и валом 12, выпрессовать муфту 8 и вал 12, слить воду (если она имеется) из корпуса и не собирая оставить на зимнее хранение в сухом месте. Полумуфту 6, кото­рая остается под днищем катера, на­до тщательно вытереть и обильно смазать ЦИАТИМом или пушсалом.

Угол перекоса валов (4, 12) не должен превышать 40. Это дости­гается изменением толщины прокладок 33 и регулировкой упорных бол­тов 39.

Применение съемного корпуса под­шипников позволило не только облег­чить обслуживание передачи, но и исключить расточку сварного корпуса /. Размер 070 А4 во втулке 14 при токарной обработке рекомендуется выдерживать на 0,2—0,3 мм меньше, так как после сварки втулку пове­дет. Доводить эти шейки до оконча­тельного размера можно при помощи напильника и шабера.

Щеки 15 корпуса вырезаются из трехмиллиметрового стального листа. Для повышения прочности в районе приварки втулки 14 и труб 28 попе­речное сечение корпуса надо увели­чить. Для облегчения гибки в этом месте рекомендуется пропилить 4— 5 вертикальных резов, которые впо­следствии завариваются. В нижней части корпуса приваривается труба 18 с нижней опорой руля 19. В верх­ней части привариваются антикавитациоиная 21 и брызгоотбойиая 23 пла­стины.

Упор винта передается на транец двумя упорными болтами 39, ввер­нутыми в поперечное ребро 40. Применение двух болтов значительно уменьшает вибрацию на переднем ходу. Некоторое ее увеличение   заметно на заднем ходу, а также при больших углах перекладки руля на переднем ходу, когда один из болтов отходит от транца за счет скручива­ния корпуса силой, возникающей на руле. От откидывания на заднем хо­ду передача удерживается рычагом 31, упирающимся в специальный упор 42, приваренный к корпусу. Степень затяжки пружины 32 (можно приме­нить от передней вилки мотоцикла) и соотношение плеч рычага 31 подби­раются таким образом, чтобы отки­дывание передачи происходило под действием силы 300—400 кг, прило­женной к нижней части корпуса. Це­лесообразно применить блокировку, ограничивающую открытие дроссельной заслонки (1/3 от полного) при включении заднего хода. В этом слу­чае натяжение пружины 32 можно уменьшить так, чтобы откидывание передачи происходило под действием силы 100—120 кг.

Увеличивать поджатие пружины 32 сверх рекомендованного нецелесо­образно, так как при этом увеличи­вается вероятность повреждения ло­пастей винта при столкновении с пре­пятствиями. Усилие откидывания мо­жно уменьшить до 30—40 кг, но при включении заднего хода надо фикси­ровать передачу выдвижным упором 35, блокирующим рычаг 31. Упор фиксатора при этом посредством гибкого троса нужно связать с ме­ханизмом реверса. Аварийным сре­заемым звеном в этом варианте служит ось 36 диаметром 5 мм. При пла­вании по мелководью и при подходе к берегу для уменьшения вероятно­сти повреждения лопастей винта це­лесообразно вообще выключать бло­кирующий рычаг 31 тросом с места водителя, подсоединив его к вилке 32.

Руль передачи — балансирный с баллером 25, выполненным из трубы. Обшивку руля можно сделать из тон­кой стали, стеклопластика, или фанеры. Верхняя опора руля 24 съемная. Привод его состоит из попереч­ного рычага, к которому подсоединены два гибких троса.

Возможны варианты с сектором, укрепленным внутри катера и пере­дачей усилия на руль посредством системы рычагов (см. «КЯ» № 5) или карданного вала (см. «КЯ» № 28). Также возможен вариант чисто тро­совой проводки с расположением 2-х блоков, укрепленных на транце в районе оси откидывания передачи, и двух блоков, укрепленных на трубах 28 на уровне бобышек 30.

 

Раздел: 

Boatportal.ru

logo