Курсовой проект вариант 5 (Косозубая цилиндрическая передача) / Detali_mashin_Kursovoe_proektirovanie_Dunaev_Lelikov_2004

Рис. 4.16

Точную установку колеса на валу обеспечивают посадкой с натягом, а для передачи вращающего момента применяют, например, шпоночное соединение (см. также гл. 5). В процессе установки колес на валы с натягом трудно бывает совместить паз в ступице колеса со шпонкой, которая заранее установлена на валу. Для облегчения сборки необходимо или предусмотреть направляющий цилиндрический участок вала, на котором обеспечивается сопряжение с колесом с зазором (рис. 4.15, а), или удлинить шпонку, выведя ее за пределы посадочного места (рис. 4.15, б). В сопряженной детали при этом необходимо выполнять паз для выступающего конца шпонки. В каждом из вариантов рис. 4.15 вначале путем свободного поворота колеса относительно вала совмещают шпоночный паз в ступице со шпонкой, а затем запрессовывают колесо на вал.

Зубчатые и червячные колеса должны быть установлены на валах без перекоса. Если l^j/ d > 0,7 (/^т - длина ступицы, d - диаметр отверстия в ней), то цилиндрическая поверхность отверстия полностью определяет положение колеса относительно вала. Если при этом для передачи вращающего момента используется соединение с натягом, то колесо может быть установлено без перекоса даже на гладком валу. Осевая фиксация колеса обеспечена силами трения (рис. 4.16, а).

Очень часто для определения осевого положения колеса на валу изготовляют заплечик. Это упрощает установку колеса на вал - при сборке колесо доводят до упора в торец заплечика. При коротких ступицах, у которых k^l d< 0,7, торец заплечика не только определяет осевое положение колеса, но и точное (без перекоса) его распо-

100

Рис. 4.17

ложение относительно вала (рис. 4.16, б). Если на валу не удается создать заплечик нужного размера, то можно установить дополнительное кольцо (рис. 4.17, а). Иногда валы по разным причинам делают гладкими, без уступов. Тогда для упора колес создают искусственные заплечики (рис. 4.17, б-г). Упорным заплечиком может служить, например, пружинное кольцо (рис. 4.17, в). Для увеличения поверхности контакта перед пружинным кольцом поставлено кольцо 1 (рис. 4.17, в). В конструкции, изображенной на рис. 4.17, г, упорный заплечик создан двумя гюлуколы/ами, заложенными в канавку вала. От выпадания полукольца удерживают поверхностью отверстия колеса.

Рис. 4.

101

Рис. 4.19

Недостатком приведенных способов является наличие канавки - концентратора напряжений, снижающего сопротивление усталости вала. Поэтому сечение вала по канавке должно быть проверено расчетом на прочность.

На валу коробки передач устанавливают несколько зубчатых колес. Осевое фиксирование группы колес осуществляют упором колес и распорных втулок с одной стороны в заплечик вала, а с другой - в торец кольца подшипника (рис. 4.18, а). Зазор С выполняют для обеспечения контакта торцов деталей. По рис. 4.18, 6 группа колес зафиксирована между торцами подшипников.

На рис. 4.19 показано фиксирование группы колес, устанавливаемых на шлицевом участке вала. Для предотвращения микроперемещений и уменьшения изнашивания шлицевого соединения фиксирование колес выполняют с приложением осевой сты. При этом по центрирующему диаметру необходима посадка с натягом. Осевая сила затяжки действует со стороны гайки на весь комплект колес через внутреннее кольцо подшипника и втулки (рис. 4.19). Заплечик вала, в который упирается дистанционная втулка /, при необходимости может быть заменен любым искусственным заплечиком (рис. 4.17).

4.9. Регулирование осевого положения колес

Погрешности изготовления деталей по угловым и осевым линейным размерам, а также погрешности сборки приводят к неточному относительному положению колес в зубчатых передачах или червячного колеса и червяка в червячных передачах.

В цилиндрических передачах редукторов для компенсации неточности относительного осевого положения колес ширину шестерни, которая имеет более высокую поверхностную твердость

102

зубьев, делают больше ширины колеса (см. с. 24). Это позволяет избежать неравномерное изнашивание зубьев сопряженного колеса.

С целью уменьшения осевых размеров коробок передач (зубчатые колеса в них обычно закалены) ширину шестерни и колеса делают одинаковой.

В шевронных и косозубых передачах с раздвоенным силовым потоком для передачи одинаковой нагрузки по потокам один из валов фиксируют в осевом направлении, другой делают "плавающим". В этом случае осевое положение колес регулируется автоматически. В качестве "плавающих" выбирают промежуточные валы редукторов (см. рис. 6.26), не связанные соединительными муфтами с валами других узлов. Осевые перемещения таких валов ввиду меньшей массы деталей осуществляются наиболее легко. Если в качестве "плавающего" по каким-либо причинам должен быть выбран один из валов с выходным концом, то выбирают быстроходный вал (вал с меньшей массой), а соединительную муфту подбирают с высокой осевой компенсирующей способностью (см. рис. 15.4).

В конических и червячных передачах погрешности изготовления и сборки приводят к погрешностям осевого положения колес, нарушению правильной работы зацепления.

На рис. 4.20, а-в показаны возможные случаи относительного положения конических колес в плоскости, проходящей через оси валов, и соответствующие им пятна контакта на зубе колеса. На совмещение вершин конусов по двум координатным осям, на непересечение осей вращения и на угол между осями валов предусмотрены определенные требования точности (ГОСТ 1758-81), но, как показывает опыт машиностроения, фактическая ошибка относительного положения конических колес обычно значительно превосходит допускаемую. Поэтому совпадение вершин конусов обеспечивают регулированием осевого положения колес при сборке передачи.

103

Стрелками указано направление осевого перемещения колес при регулировании.

Правильный контакт витков червяка с зубьями червячного колеса получают, если точно выдержаны межосевое расстояние и угол между осями червяка и колеса, обеспечиваемые точностью изготов-

допускаемую величину. Поэтому необходимую точность относительного положения червячного колеса достигают регулированием осевого положения колеса при сборке.

На рис. 4.21, а-в показаны возможные случаи относительного расположения оси червяка и средней плоскости зубчатого венца червячного колеса и соответствующее им расположение пятна контакта на зубе колеса. Стрелками указано направление осевого перемещения червячного колеса при регулировании.

Точность зацепления конических и червячных пар достигают осевым перемещением вала с закрепленными на нем колесами или осевым перемещением колес по валу с применением регулировочных прокладок, колец, резьбовых деталей (винтов, гаек). Конструкции регулировочных устройств приведены в гл. 14.

4.10. Управление передвижными деталями

Механизмы для осевого передвижения деталей (зубчатых колес в коробках передач, муфт сцепления и др.) можно конструировать по двум разным схемам (рис. 4.22).

104

А-А

Рис. 4.22

В первой схеме (рис. 4.22, а) зубчатое колесо или муфту перемещают по валу рычагом 7, установленным на одной оси 2 с рукояткой управления 3. Эта схема наиболее проста. Недостаток - смещение с оси вала переводного камня 4, находящегося в пазу детали, вследствие поворота конца рычага, описывающего дугу радиуса R.

105

Для уменьшения смещения камня радиус рычага принимают

равным

R^Ax^a,

где А\ - расстояние от оси вала до оси поворота рычага; а - половина высоты дуги, описываемой осью камня, при перемещении зубчатого колеса на "ход" - из одного крайнего положения в другое.

Желательно, чтобы отклонение камня от оси вала было а < 0,ЗЛ, где h - высота камня. Если не удается выдержать это соотношение, то применяют механизмы, выполненные по второй, более сложной, схеме (рис. 4.22, б). В этом случае деталь (например, блок зубчатых колес) перемещают вилкой 5, расположенной на направляющей скалке 6 и приводимой в движение рычагом 7 с зубчатым сектором, зацепляющимся с рейкой 8,

Рис. 4.23

Переводные камни и вилки. Переводные камни изготовляют из антифрикционного или серого чугуна, текстолита, в ответственных случаях - из безоловянных бронз. Конструкции переводных камней приведены на рис. 4.23, а-в. Простейшая и наиболее распространенная конструкция представлена на рис. 4.23, а. Широко применяют также насадные камни по рис. 4.23, б, е.

106

4.5. Размеры переводных камней

Размеры (мм) переводных камней (рис. 4.23, а) приведены в табл. 4.5.

На сопряженные размеры деталей назначают поля допусков: штифт - п6; отверстие в рычаге - Н7; отверстие в камне - Е8; размер5 камняdll: размер паза в колесе-НИ.

(муфты) обычно перемещают вилками, типовые конструкции которых показаны на рис. 4.25.

В зависимости от формы передвигаемых зубчатых колес или муфт вилка 1 может входить в кольцевой паз передвигаемой детали (рис. 4.25, а) или охватывать ее кольцевой выступ (рис. 4.25, б). Управление передвижными деталями осуществляется перемещением вилки 1 по скалке 2 посредством рычага 3 (рис. 4.25, а).

Связь рычага 3 с вилкой осуществляют разными способами. Наиболее простое и дешевое исполнение показано на рис. 4.25, а, где в паз вилки входит цилиндрический штифт рычага. Недостаток этого варианта в том, что контакт штифта с пазом вилки происходит по линии и, как следствие, при частых переключениях штифт быстро изнашивается. Поэтому рычаг чаще всего снабжают переводным камнем по одному из вариантов рис. 4.23.

107

Рис. 4.25

Направляющие скалки. Рычаги, оси и рукоятки управления. Вилки перемещают по направляющим скачкам, которые выполняют одного диаметра с полем допуска h6 по всей длине. Отверстие в корпусе для скалки изготовляют с полем допуска Н7, а отвер-

Рис. 4.26

Рис. 4.27

стие в вилке - Е9. Крепление направляющих скалок в корпусе показано на рис. 4.26, а-д. Если необходимо, чтобы вилка переключения не поворачивалась на направляющей скалке, то скалку жестко крепят в корпусе (варианты б, д), а вилку соединяют со скалкой направляющей шпонкой или шлицами.

Рычаги 1 (см. рис. 4.22, а и 4.27) обычно выполняют литыми из серого чугуна. Форма рычага зависит от компоновки деталей в узле и часто получается довольно сложной. Изготовляют рычаги овального или прямоугольного сечения, без ребер или с ребрами жесткости. Размеры концов рычагов 7, надеваемых на оси (рис. 4.28, а), выполняют по соотношениям

где d - диаметр отверстия в бобышке рычага (поле допуска Н7);^, - см. рис. 4.22.

Рис. 4.

109