zhingarovskiy_a.n._izuchenie_mehanicheskih_peredach_2008

21

Они снабжаются зачастую резьбовым хвостовиком или осевыми резьбовыми отверстиями. То и другое предназначено для осевой фиксации деталей, насаживаемых на конец вала. В более редких случаях вал (обычно тихоходный) может заканчиваться зубчатым венцом, служащим частью зубчатой муфты, или фланцем с осевыми отверстиями, расположенными по окружности.

Представление о назначении отдельных элементов валов дают рисунки 1.13 - 1.16.

а, б, в, г – колёса малого диаметра (до 200 мм); д, е, ж, з – колёса среднего диаметра (200…600 мм), изготовленные из поковок и штамповок;

1 – зубчатый венец (обод); 2 – диск; 3 – ступица.

Рисунок 1.7 – Характерные конструкции зубчатых колёс

Продолжение рисунка на следующей странице.

22

и – передвижная шестерня; к – блок шестерён коробки скоростей; л – вал-шестерня цилиндрическая; м – вал-шестерня относительно

малого диаметра; н – вал-шестерня коническая; R – радиус перехода, соответствующий радиусу фрезы, которой нарезались зубья.

Рисунок 1.7 – Характерные конструкции зубчатых колёс (продолжение рисунка)

23

1 – венец посажен на центр с натягом и дополнительно зафиксирован стопорными винтами;

2 – венец соединён с центром болтами; 3 – венец отлит в форме, куда предварительно установлен центр,

имеющий впадины для более надёжного соединения с венцом.

Рисунок 1.8 – Характерные конструкции червячных колёс, состоящих из бронзового венца и чугунного или стального центра

Конструкции червяков: 1 – цилиндрического;

2 – цилиндрического с относительно малым диаметром;

3 – глобоидного.

Рисунок 1.9 – Характерные конструкции червяков

24

1.3.5 Подшипники поддерживают вращающиеся валы и другие детали, воспринимают от них нагрузки и передают эти нагрузки корпусу.

Вредукторах преобладают подшипники качения. Подшипники скольжения применяют иногда в крупных редукторах, а также при особо высоких частотах вращения. Они весьма требовательны к непрерывной подаче смазки, поэтому для смазывания подшипников скольжения требуется, как правило, циркуляционная система смазки со специальным насосом, фильтром и др. устройствами.

Подшипники качения менее требовательны к организации смазки и отличаются зачастую меньшими потерями на трение. Эти и некоторые другие достоинства обеспечили им широкое распространение в машиностроении.

Подшипник качения в общем случае состоит из следующих частей

(рисунок 1.10):

– наружного и внутреннего колец, на которых имеются полированные дорожки качения;

– тел качения (шариков или роликов);

– сепаратора, разделяющего и направляющего тела качения.

Вподшипниках некоторых типов могут отсутствовать сепаратор, а также одно или оба кольца. Функции отсутствующих колец выполняют при этом другие детали (вал, корпус и т.д.).

По форме тел качения подшипники делятся на шариковые и роликовые (с роликами цилиндрическими, коническими, бочкообразными, игольчатыми и витыми).

По способности воспринимать нагрузки осевого и радиального направлений подшипники делят на четыре следующие группы;

– подшипники радиальные (воспринимают в основном или только радиальную нагрузку);

– подшипники радиально-упорные (воспринимают радиальную и осевую нагрузки приблизительно в равной степени);

– подшипники упорно-радиальные (по сравнению с предыдущими в большей степени воспринимают осевую нагрузку за счет радиальной). Упорно-радиальные подшипники не всегда выделяют в отдельную группу и зачастую рассматривают их как радиально-упорные;

– упорные подшипники (воспринимают в основном или только осевую нагрузку).

Наиболее распространенные типы подшипников качения охарактеризованы в приведенной ниже таблице 1.1.

Большинство подшипников качения относится к изделиям стандартным. Годовой выпуск подшипников в России близок к миллиарду, а количество типоразмеров значительно превышает тысячу.

Предусмотрено пять классов точности подшипников (в порядке повышения точности): 0, 6, 5, 4, 2. Подшипники повышенной точности более дороги, но они отличаются повышенной долговечностью и меньшим шумом при работе.

25

На каждом подшипнике качения ставится клеймо – его условное обозначение. Расшифровка смысла этого обозначения приводится в специальной литературе, например /8/.

Для понимания последующего материала важно уяснить свойства зазоров у разных типов подшипников.

Урадиальных шарикоподшипников (рисунок 1.10) радиальный и осевой зазоры для данного подшипника постоянны. Поэтому эти и подобные им по свойствам радиальные роликоподшипники с цилиндрическими роликами и радиальные сферические двухрядные шарико - и роликоподшипники называют нерегулируемыми. Заметим, что осевой зазор называют еще осевой игрой подшипника.

Урадиально-упорных роликовых и шариковых подшипников (рисунок 1.11) радиальный и осевой зазоры зависят от взаимного положения наружного и внутреннего колец и могут регулироваться сразу оба за счет перемещения одного кольца относительно другого. Подшипники эти называются регулируемыми. Операция регулировки выполняется после монтажа подшипников на свое место в подшипниковом узле.

Кольца подшипника в подшипниковом узле могут монтироваться неподвижно, т.е. с некоторым натягом, или подвижно - с зазором. С натягом обычно монтируется вращающееся кольцо (чаще оно внутреннее),

ас зазором - неподвижное (чаще оно наружное). Бывают, однако, и отступления от этого правила.

Итак, еще раз обращаем ваше внимание, что из числа подшипников, охарактеризованных в таблице 1.1, к регулируемым относятся ра-

диально-упорные шариковые и роликовые с коническими роликами. Ос-

тальные – нерегулируемые.

Рисунок 1.10 – Иллюстрация зазоров в нерегулируемых подшипни-

ках

26

Таблица 1.1 – Наиболее распространенные типы подшипников качания

r – радиальный зазор; a – осевой зазор (осевая игра); – угол контакта.

Обратите внимание на то, что зазоры, связанные зависимостью r =2·atg, могут меняться только оба одновременно.

Рисунок 1.11 – Иллюстрация зависимости зазоров в регулируемых подшипниках от взаимного положения колец

29

1.3.6 Подшипниковый узел содержит (см. рисунки 1.5 и 1.6):

–подшипник (или подшипники) качения;

–сопряжённые с кольцами подшипника вал и отверстие в подшипниковом гнезде корпуса передачи;

–крышку, уплотнения, регулировочные детали и пр.

Среди валов преобладают двухопорные, опирающиеся на два подшипника, реже встречаются валы трёхопорные и многоопорные. Вал, опирающийся на подшипники, имеет две степени свободы, т.е. он может вращаться и перемещаться вдоль своей оси.

Для правильного взаимодействия деталей, закреплённых на валах,

например зубчатых колёс, осевое перемещение валов в большинстве конструкций должно быть ограничено. Иными словами, валы должны быть зафиксированы в осевом направлении с большей или меньшей возможностью (или даже с невозможностью) осевого перемещения. Это перемещение называют осевой игрой или реже – осевым люфтом вала.

Валы по типу осевой фиксации делятся на следующие три группы, иллюстрированные рисунком 1.12:

–группа первая – валы, фиксированные в двух опорах;

–группа вторая – валы, фиксированные в одной опоре. Другая опора плавающая;

–группа третья – валы, нефиксированные в осевом направлении или плавающие.

1.3.6.1 Валы первой группы, зафиксированные в двух опорах, иллюстрированы рисунками 1.13 и 1.14. На рисунке 1.13 а представлена весьма простая и распространённая конструкция, выполненная на радиальных шарикоподшипниках. Она применяется главным образом в цилиндрических передачах с прямозубыми и косозубыми колёсами при небольших ( до 150) углах наклона зубьев β, где осевые нагрузки невелики по сравнению с радиальными.

Наружные кольца подшипников монтируются в корпусе с некоторым радиальным зазором, поэтому вал вместе с подшипниками может сдвигаться осевой силой до упора внешнего кольца того или другого подшипника в соответствующую крышку. При этом через крышку

подшипников в корпус упираются и ограничивают перемещение вала внешние торцы наружных колец подшипников. Обратите внимание на эту особенность. Именно она является признаком установки подшипников враспор. Научитесь отличать установку враспор на рисунках и в редукторах, имеющихся в лаборатории.

Полное осевое перемещение вала S от упора подшипника в левую крышку до упора другого подшипника в правую является суммой собственного осевого зазора а шарикоподшипника (см. рисунок 1.10) и конструктивного зазора Е в подшипниковых узлах по рисунку 1.13 а, т.е.

30

Валы, фиксированные и нефиксированные в осевом направлении

Рисунок 1.12 – Классификация вылов по типу их осевой фиксации