8.5.4. Валы и их опоры

Валы авиационных редукторов составляют значительную долю массы редукторов. Так, только на валы винтов приходится до 9 ... 16 % массы редукторов. Валы под действием усилий в зацеп­лении закрепленных на них зубчатых колес обычно нагружены крутящим и изгибающим моментами и (в случае конических или косозубых колес) осевой силой. На валы винтов действуют также гироскопический момент винта, инерционная нагрузка от массы винта, вызванная наличием перегрузок, инерционная нагрузка вследствие неуравновешенности и тяга (подъемная сила) винта. Валы обычно полые, ступенчатые, с фланцами для соединения с винтом или зубчатыми колесами. Для уменьшения концентра­ции напряжений в местах изменения диаметра или толщины вала предусматриваются плавные переходы. Посадочные поверхности под подшипники и торцы упорных буртов обычно цементируются или азотируются для сохранения размеров при заменах подшип­ников. Для увеличения выносливости валов при изгибе их на­ружная поверхность подвергается наклепку и тщательно обра­батывается (R_z < 2,5).

Опорами валов авиационных редукторов являются шариковые и роликовые подшипники со сплошными сепараторами из бронзы или сплавов алюминия. Опорами цилиндрических передач с пря­мым зубом обычно служат роликовые подшипники, а осевая фик­сация обеспечивается упорными буртами на внешней обойме и упорными шайбами у внутренней обоймы этих подшипников (рис.8.19,а).

Рис. 8.19. Конструкция опор зубчатых колес: а — опоры цилиндрического прямозубого колеса; б — опоры конического колеса; в - фиксация обойм подшипника гайкой и крышкой; 1 — упорный бурт; 2 — упорная шайба; 3 — зазор; 4 — гайка; 5 - кольцо разрезное; 6 - фланец

В конических передачах опорами колес также являются роликовые подшипники, а осевая фиксация вала осу­ществляется упорным шариковым подшипником, посаженным в гнездо с гарантированным зазором и размещенным в едином подшипниковом узле с роликовым подшипником (рис.8.19,6).

В этом случае шариковый подшипник воспринимает только осевую нагрузку. Такое решение позволяет существенно снизить диаметр применяемых подшипников по сравнению с вариантом использования подшипника.

Внутренние обоймы подшипников устанавливаются на вал с на­тягом, соответствующим посадкам п₅, п₆, т₅ и m₆. Внешние обоймы в корпус устанавливаются по посадкам J_s6 и К₇, обоймы подшип­ников цилиндрических прямозубых передач — с меньшим натя­гом по k₆, m₆ и J_s6, H₇, соответственно.

Внутренние обоймы подшипников закрепляются на валу гай­кой, а внешние обоймы — с помощью упругих разрезных колец, специальных крышек, крепящихся к корпусу подшипника шпиль­ками или винтами (рис.8.19, в).

8.5.5. Применяемые материалы

Корпусы редукторов изготовляются литьем из магниевых (реже алюминиевых) сплавов, например МЛ5, обладающих хо­рошими литейными качествами.

Зубчатые колеса изготовляются из цементируемых высоко­качественных сталей электрошлакового или вакуумного переплава и подвергаются сложной химико-термической обработке (цементация, закалка, отпуск и т. д.). В результате такой обра­ботки рабочая поверхность зубьев имеет твердость 60 НRС_Э при твердости сердцевины зуба 31 ... 41 HRC_Э. Наиболее употребляе­мая сталь 12Х2Н4А, однако при рабочих температурах, превы­шающих 170°С, происходит снижение твердости цементирован­ного слоя в зоне контакта зубьев.

Стали 14ХГСН2МА и 20ХЗМВФА обеспечивают сохранение твердости цементированного слоя HRC_д > 58 до температуры 220... 400 °С и применяются для изготовления теплонапряженных зубчатых колес.

Азотируемая сталь 38ХМЮА применяется для изготовления большеразмерных колес внутреннего зацепления планетарных пере­дач. Водило, таких передач, изготовляется из стали 40ХНМА.

Валы, рессоры изготавливаются из высококачественных ле­гированных сталей 12Х2Н4А, 18ХН2ВА, 40ХН2МА, термообработанных до твердости 32 ... 38 HRC_Э.