3.2.2 Конструирование шпоночных и шлицевых соединений
Для соединения валов коробки скоростей с деталями, передающими вращающий момент, применяют шпоночные и шлицевые соединения.
Шпоночные соединения применяются для соединения неподвижных зубчатых колес с валом. Наиболее часто используются призматические шпонки. Длина шпонки выбирается из стандартного ряда, а сечение шпонки и размеры шпоночного паза по величине соответствующего диаметра ступицы (прил. 1).
Шлицевые соединения применяют для соединения передвижных блоков зубчатых колес с валом. Наиболее часто применяют прямобочные шлицевые соединения, центрируемые по наружному диаметру. Основные размеры прямобочных шлицевых соединений приведены в прил. 2.
3.2.3 Конструирование подшипниковых узлов
Конструирование подшипниковых узлов включает выбор подшипников первичного и промежуточных валов коробки скоростей, выбор конструктивного варианта установки подшипников на валах и способов их закрепления на валах и в корпусе, выбор и конструирование уплотнений и крышек подшипников.
В коробках скоростей металлорежущих станков при отсутствии осевых нагрузок в качестве опор первичного и промежуточных валов применяются шариковые радиальные однорядные подшипники, основные размеры которых приведены в прил. 3. Для предотвращения защемления первичного и промежуточных валов коробки скоростей в подшипниках от температурных деформаций вала применяется вариант установки подшипников с одной плавающей опорой и одной фиксирующей опорой, препятствующей осевому смещению вала. Подобные конструкции узлов имеют первичный и промежуточные валы коробки скоростей (рис. 12).
На рис. 12 левая опора является плавающей. Внутреннее кольцо подшипника закреплено на валу с обоих торцев, а наружное кольцо не закреплено, что допускает осевое перемещение вала от температурных деформаций в обоих направлениях.
Правая опора является фиксирующей (см. рис. 12). Внутреннее кольцо подшипника с обоих торцев закреплено на валу, а наружное кольцо – в корпусе, что ограничивает осевое перемещение вала в обоих направлениях. Подобная схема установки применяется при любых расстояниях между опорами и невысоких требованиях к жесткости опор вала при значительных температурных деформациях.
Рис. 12. Конструкции валов коробки скоростей и их опор
При выборе способа крепления подшипников на валу и в корпусе учитывают тип подшипника и способ его установки. При установке вала в подшипниках с одной плавающей опорой и одной фиксирующей опорой внутренние кольца обоих подшипников закрепляют на валу упорным стопорным кольцом с упором в уступ вала (рис. 13, а) или круглой шлицевой гайкой со стопорной многолапчатой шайбой с упором в уступ вала (рис. 13, б).
б
а
Рис. 13. Способы закрепления внутреннего кольца подшипника на валу:
а – упорным стопорным кольцом с упором в уступ вала; б – круглой шлицевой
гайкой со стопорной многолапчатой шайбой с упором в уступ вала
Наружные кольца плавающей опоры в корпусе не закрепляют, а наружные кольца фиксирующей опоры закрепляются в корпусе с двух сторон торцовой крышкой с упором в уступ корпуса (рис. 14, а), пружинным стопорным кольцом с упором в уступ корпуса (рис. 14, б), торцовой крышкой с упором в стопорное кольцо (рис. 14, в) Основные размеры наружных и внутренних стопорных пружинных колец, круглых шлицевых гаек и многолапчатых стопорных шайб приведены в прил. 4 7 соответственно.
а б в
Рис. 14. Способы закрепления наружных колец подшипников в корпусе:
а – торцовой крышкой с опорой в уступ корпуса; б – пружинным стопорным кольцом с упором в уступ корпуса; в – торцовой крышкой с упором в стопорное кольцо
Крышки подшипниковых узлов применяют для герметизации подшипников и для осевой фиксации подшипников. В коробках скоростей применяются торцовые и врезные глухие и сквозные крышки. Основные параметры торцовых глухих и сквозных крышек приведены в прил. 8, 9.