3360

dш определяют по эмпирической зависимости (см. выше), либо рассчитывают диаметр вала в опасном сечении.

где ℓр – рабочая длина шпонки сталь [ζ]см = 100…120 МПа;

чугун [ζ]см = 50…60 МПа при неравномерной или ударной нагрузке напряжение понижают на 25…40%.

Для шпонки со скругленными концами ℓр = ℓ – b, для шпонки с плоскими концами ℓр = ℓ ГОСТ 23360-78

Длину ступицы согласуют также с диаметром вала

ℓст ≈ (1,5…1,8)d;

129

ℓст ≈ ℓр – b +(8…10).

Чаще всего ℓст ≈ ℓр2 d

Если окажется, что ℓст ≥ 1,5d, то вместо шпоночного соединения целесообразнее применить шлицевое.

Посадки шпонок регламентированы ГОСТ 23360-78 для призматических и СТ с ЭВ 647-77 для сегментных шпонок.

Ширину шпонки выполняют по h9.

Посадка в паз вала: призматическая шпонка Р9; сегментная N9.

Посадка шпонки во втулку: неподвижная, нереверсивная JS9; неподвижная, реверсивная Р9;

подвижная (для призматической шпонки) D9.

Длина посадочной поверхности под подшипники назначается равной габаритной ширине подшипника.

Длина буртиков назначается по конструктивным соображениям (обычно в пределах 4…8 мм).

б) Основные способы осевого фиксирования колес (шки-

вов)

Крепление колес на концах валов.

На концах валов чаще всего закрепляют шкивы, звездочки, полумуфты и зубчатые колеса. Концы валов могут выполняться цилиндрическими и коническими.

Цилиндрические концы валов

Рис. 30.5. Крепление колеса на концевом участке вала а) стопорной шайбой; б) стопорной пластиной

130

Рис. 30.6. Крепление шкива на гладком валу

Закрепление с помощью круглой гайки, концевой шайбы. Натяг в соединении за счет посадки.

Рис. 30.7 Крепление колес а) комплектом конических колец; б) конической пробкой

Недостаток: сборка возможна только в одном угловом положении при совмещении шпоночного паза со шпонкой.

Закрепление с помощью комплекта конических колес обеспечивает сборку при любом угловом положении деталей.

Конические концы валов. Осевое закрепление осуществляют с помощью концевых шайб с фиксацией их винтами или круглыми гайками.

Рис. 30.8. Крепление шкива с помощь концевой шайбы

131

Осевая фиксация одиночного колеса

Рис. 30.9. Осевая фиксация одиночного колеса а) установочным винтом; б) пружинным кольцом упорным

При установки колес на вал с небольшим натягом или по переходной посадке фиксацию осуществляют: а) установочным винтом; б) пружинным кольцом упорным; в) фиксация посредством распорной втулки; г) фиксация посредством двух полуколец и пружинным кольцом; д) фиксирование дистанционной втулкой и шлицевым кольцом.

Для крепления колеса без зазора ставят калиброванное компенсационное кольцо.

Кольцо подбирают при сборке (шлифуют по торцам). Буртик на валу устанавливают так, чтобы осевая сила была

направлена на буртик. При ее отсутствии буртик не нужен.

Рис. 30.10. Фиксация посредством распорной втулки

Для гарантии контакта втулки и колеса предусматривают зазор С между уступом вала и торцом колеса. Толщина распорной (дистанционной) втулки S ≈ 0,14d.

132

а) б)

Рис. 30.11. Осевая фиксация одиночного колеса а) посредством двух полуколец; б) фиксирование дистанционной втулкой и шлицевым кольцом

Фиксирование группы колес

Рис. 30.12. Фиксирование группы колес дистанционными втулками

Рис. 30.13. Фиксирование группы колес посредством двух полуколец и пружинного кольца

Осевая затяжка крышек передается через внутреннее кольцо подшипника и распорные втулки колеса.

133

Комплект колес установлен между двумя парами закладных полуколец, удерживаемых пружинными стопорными кольцами. На шлицевой втулке 1 нарезана резьба. При завинчивании чайки создается осевая распорная сила, необходимой величины.

в) Регулирование осевого положения колес Погрешности изготовления деталей по осевым линейным

размерам и погрешности сборки приводят к неточному относительному положению колес в зубчатых передачах.

В цилиндрических передачах редукторов для компенсации неточности относительного осевого положения колес ширину шестерни обычно делают больше. Шестерня имеет более высокую твердость зубьев и чтобы избежать неравномерного изнашивания сопряженного колеса, шестерню выполняют такой ширины, что она перекрывает с обеих сторон зубчатый венец колеса. На увеличение ширины шестерни, кроме того, расходуется меньше металла, чем на увеличение ширины колеса.

Обычно b1/br = 1,08…1,05

Для редукторов принимают

b1 = b2 + (3…5).

Вкоробках передач (зубчатые колеса в них обычно закалены) ширину шестерни и колеса делают одинаковыми.

Вшевронных и косозубых передачах с раздвоенным силовым потоком для передачи одинаковой нагрузки по потокам один из валов фиксируют в осевом направлении, а другой делают «плавающими». В этом случае осевое положение колес регулируется автоматически. В качестве «плавающих» выбирают промежуточные валы редукторов, т.к. они не связаны соединительными муфтами с валами других узлов, имеют меньшую массу и легко перемещаются в осевом положении.

Шестерни делают часто за одно целое с валом, если рас-

стояние меньше 2,5 mt для цилиндрических и 1,6 mte для конических шестерен.

134

Рис. 30.14. Установка вала с шевронными колесами (плавающий вал), посадочное место изнашивается

Рис. 30.15. Установка вала с шевронными колесами (плавающий вал), посадочное место не изнашивается

31. МУФТЫ

Учебные вопросы

1.Муфты. Общие сведения

2.Классификация муфт

3.Подбор стандартной муфты

4.Конструкции муфт

5.Жесткие муфты

6.Муфты, разъемные в плоскости параллельной оси вала

7.Муфты, разъемные в плоскости перпендикулярной оси

вала

8.Компенсирующие муфты

9.Управляемые (сцепные) муфты

135

31.1. Муфты. Общие сведения

Муфты приводов являются соединительными устройствами для валов, концы которых подходят друг к другу вплотную или находятся на близком расстоянии. Муфты должны обеспечивать передачу крутящего момента между валами. Сами валы располагают так, чтобы геометрическая ось одного являлась продолжением оси другого вала. Муфты широко применяют при монтаже длинных составных валов.

Рис. 31.1 Компенсация радиального и углового смещения валов

Кроме того, муфты выполняют и другие функции:

а) компенсируют небольшие монтажные неточности в относительном расположении валов – продольные, поперечные и угловые смещения валов (компенсирующие муфты);

б) допускают значительные смещения валов в продольном (раздвижные муфты) и поперечном (плавающие муфты) направлениях, а также повороты осей валов относительно друг друга (шарнирные муфты);

в) соединяют и разобщают валы: при остановке и медленном вращении (кулачковые и зубчатые муфты), на холостом ходу (кулачковые и зубчатые с синхронизаторами) и на ходу под рабочей нагрузкой (фрикционные муфты);

136

Таблица 31.1

Условные обозначения муфт по ГОСТ 2.770-68

Муфта без уточнения типа

Муфта упругая нерасцепляемая

Муфта жесткая зубчатая

Муфта шарнирная

Муфта кулачковая (односторонняя)

Муфта сцепная фрикционная

Муфта конусная односторонняя

Муфта конусная двусторонняя

Муфта фрикционная дисковая

г) автоматически соединяют и разъединяют валы при изменении направления вращения (муфты обгона) и при достижении определенного числа оборотов (центробежные);

д) ослабляют вредное влияние толчков и вибрации при пуске и работе машины (упругие муфты и муфты скольжения); е) обеспечивают плавный разгон машины и облегчают

условия работы двигателя (муфты скольжения); ж) предохраняют машины от поломок при перегрузках

(предохранительные муфты); з) осуществляют электрическую изоляцию валов, что

важно с точки зрения безопасности для муфт электродвигате-

137

лей (упруго-демифирующие муфты с неметаллическими элементами).

Существенными показателями конструкции муфт является масса, габариты и момент инерции относительно оси вращения. Муфты каждого размера рассчитаны на передачу определенного крутящего момента для некоторого диапазона диаметров валов. Выбор типа муфты определяется ее назначением в конкретной машине и условиями работы.

31.2. Классификация муфт

Основной характеристикой муфт является величина передаваемого ей крутящего момента.

В ответственных машинах муфты рассчитывают по их истинным критериям работоспособности: прочность при циклических нагрузках или однократных перегрузках; износостойкость с обеспечением требуемой жесткости и т.д. Для таких расчетов необходимо знание всего спектра нагрузок, определяемых обычно с помощью ЭВМ.

Рис. 31.2. Классификация муфт.

138