Курсовое проектирование деталей машин. Шейнблит А. Е. 2002 г
..pdfредукторной парой применяют шпоночные соединения и соедине ния с натягом (см. 10.3, п. 2). В случае шпоночного соединения можно принимать следуюш^ие посадки:
для цилиндрических прямозубых колес Н1/р6 {Н1/гв)\
для цилиндрических косозубык и червячных колес Н1/г6 {Hl/sl)\ для конических колес Н1/зв {Hl/te).
Посадки с большим натягом (в скобках) — для колес реверсив ных передач (см. рис. 10.1...10.3).
б) Осевое фиксирование колес. Для обеспечения нормальной работы редуктора зубчатые и червячные колеса должны быть уста новлены на валах без перекосов. Если ступица колеса имеет доста точно большую длину (отношение IJd >0,8; в проектируемых ре дукторах принято IJd = 1...1,5), то колесо будет свдеть на валу без перекосов. В этом случае достаточно предохранить колесо от осевых перемеш^ений по валу соответствующрш осевым фиксированием:
7-й способ. Упором одного из торцов ступицы колеса в буртик между 3-й и 5-й ступенями вала и установкой на 2-й ступени вала распорной втулки (с посадкой H9/d9', HW/all) между другим торцем ступицы колеса и торцем внутреннего кольца подшипника (см. рис. А2, А6, А15, 10.13).
Размеры распорной втулки (Д L) определяются по месту уста новки и должны обеспечить надежное осевое фиксирование коле са. По "Классификатору ЕСКД" (см. табл. Д2) при соотношении
геометрических параметров |
L<0,5D распорная деталь называется |
"кольцо", при 0,5/) < K2D |
или L > 2Z) - "вт>^лка". |
2-й способ. При отсутствии 5-й ступени установкой двух распор ных втулок на 2-й, 4-й или 3-й ступени вала между обоими торцами ступицы колеса и торцами внутренних колец подшипников или мазеудерживающих колец (рис А10, Л12, 10.13).
В обоих случаях для гарантии контакта деталей по торцам до жны быть предусмотрены зазоры С между буртиками 2-й или 3- ступени вала и торцами втулок (см. рис. 10.4, д\ 10.5d; Ю.бд; 10.13).
5. Регулирование осевого положения колес (регулирование зацеп ления). Погрешности изготовления деталей по осевым линейным размерам и пофешности сборки приводят к неточному осевому по ложению колес в зубчатых и червячных передачах.
В цилиндрических редукторах для компенсации неточности по ложения колес ширину одного из них делают больше ширины дру гого (рис. 10.9,й). Чтобы избежать неравномерной по ширине вы работки, более твердое колесо—шестерню — выполняют большей ширины (табл. 10.5), и она перекрывает с обеих сторон более мяг кое колесо. При этом на увеличение ширины шестерни расходует ся меньше металла.
180
Ось чербяка
-*—I——г-*"
|
а) |
|
Средняя плоскость зубчатао |
|
|
|
к |
|
Ьенца червячного ко/геса |
« |
ЛТД |
rtfi |
1^ |
|
|
^К |
^Ш |
||
|
|
|
I I I |
|
d)
Рис. 10.9. Регулирование осевого положения колес в передачах:
а— цилиндрической; 6 — конической; в — червячной
Та б л и ц а 10.5. Ширина кашес цилиндрической передачи, мм
*2 |
До 30 |
Св. 30 до 50 |
Св. 50 до 80 |
Св. 80 до 100 |
*А |
1,08 |
1,07 |
1,06 |
1,05 |
П р и м е ч а н и е , b^n ^j—соответственно ширина шестерни и колеса.
Точность зацепления конических и червячных пар в проектируе приводах достигают регулированием посредством осевого перем ния вала с закрепленным на нем колесом. При этом в конической паре регулирование достигается взаимным осевым перемещением валов шестерни и колеса; в червячной паре — осевым перемещени ем вала червячного колеса до точного совмещения средней плоско сти зубчатого венца с осью червяка (рис. 10.9, бу в). В проектиру емых редукторах регулирование конического и червячного зацепле ния производится после регулирования подшипников двумя спосо бами:
1-й способ. Постановка под фланец торцовой крышки или стака на набора металлических прокладок толщиной от 0,1 до 0,8 мм. Суммарную толщину набора определяют при сборке (см. рис. 10.3).
2-й способ. Применение винтов, воздействующих на наружные кольца подшипников непосредственно или через регулировочные
181
шайбы (см. рис. 10.2). Этот способ применим для торцовых и врез ных крышек и дает возможность производить тонкую регулировку осевого положения колес, вследствие чего его широко применяют в машиностроении (подробно см. 10.4, п. 7).
Регулировочные устройства делают на обоих концах вала со ны крышки с отверстием и глухой крышки, что дает возможно
перемещать вал в двух направлениях (см. рис. А4, А5, А14). Точ ность положения конических и червячных колес контролируют рас положением пятна контакта, а коническое зацепление — еще со впадением вершин конусов (см. рис. 10.9, б, в).
10.2. Конструирование валов
(рис. 10.4,5; 10.55; 10.6,6)
Конструкция ступеней валов зависит от типа и размеров уста новленных на них деталей (зубчатых и червячных колес, подшип ников, муфт, звездочек, шкивов) и способов закрепления этих деталей в окружном и осевом направлениях (см. рис. А1...А18). При разработке конструкции вала принимают во внимание техно логию сборки и разборки передач, механическую обработку, уста лостную прочность и расход материала при изготовлении. Способы осевого фиксирования колес, элементов открытых передач, муфт и подшипников рассмотрены в соответствующих вопросах конструи рования (см. 10.1, 10.4, 10.6, 10.7). Окружное закрепление колес, элементов открытых передач муфт и подшипников осуществляется посадками, шпоночными соединениями и соединениями с натя гом (см. 10.3).
Ниже приводятся рекомендации (см. пп. 1...5) по конструиро ванию посадочных поверхностей ступеней валов, соединенных между собой переходными участками (рис. 10.10...10.13)*.
Переходные участки. Переходный участок вала между двумя смеж ными ступенями разных диаметров выполняют: а) галтелью радиу са г (галтель—поверхность плавного перехода от меньшего сечения к большему), снижающей концентрацию напряжений в местах пе рехода (табл. 10.6); б) канавкой ширины b со скруглением для вы хода шлифовального круга, которая повышает концентрацию на пряжений на переходных участках (табл. 10.7). В проектируемых одноступенчатых редукторах, где получаются сравнительно корот кие валы достаточной жесткости при небольших изгибающих мо ментах (особенно на концевых участках), применяют, как прави ло, канавки.
* Рис. 10.8...10.13, 10.27...10.44, 10.47...10.57, 10.60...10.63 из учебного посо бия [31, с изменениями.
182
а)
A A ЗП
• ^ |
^ ^ 1 ^ |
5)
Рис. 10.10. Консфукции BcLia-шестерни ци^шидрической: a-d^> d,; б- d^< d,; в- d^< d,; d^,= d,- г- d^,< d.
183
I T
г^
^^
Рис. 10.11. Конструкции |
вала-шестерни конической: |
а- df,, > d^, б- |
d,,, < d,; в- rf^„ = d, |
184
«ja
^
s)
w Ш a
"^1
E3L
E3L
Рис. 10.12. Конструкции червячною вала:
а- d^, > d,; 6- d^, = d,\ в- d^,< d,\ d^,<d,
185
Рис. 10.13. Конструкции тихоходного вала:
а, в — с 5-й ступенью (распорная втулка—на 4-й ступени); б — без 5-й ступени (распорные втулки — на 3-й ступени); г ~ без 5-й ступени (распорные втулки - на 2-й и 4-й ступенях); д - бесступенчатый (гладкий) вал
Если между подшипником и колесом или элементом открытой передачи, муфтой устанавливают распорную втулку, то переход ный участок между ступенями выполняют галтелью. При этом между буртиком вала и торцом втулки должен быть предусмотрен зазор С = 1...2 мм (см. рис. 10.13; 10.4; д; 10.6, д).
Для повышения технологичности конструкции радиусы галтелей г, размеры фасок на концевых ступенях с (табл. 10.8), ширину ка навок Ь для выхода инструмента на одном валу принимают одина ковыми.
Посадочные поверхности. Основные размеры ступеней быстро ходного и тихоходного валов определены при предварительном про ектном расчете в задаче 7. Конструируя валы, размеры посадочных поверхностей ступеней (У и /уючняют и определяют в зависимости от конструкции и размеров деталей, установленных на ступенях, с учетом их расположения относительно опор, а затем принимают по стандарту (табл. 13.15; рис. 10.4, б, е\ 10.5, б, е; 10.6, б, е\ А1...А18).
186
|
|
Т а б |
л и ц а |
10.6. Галтели |
|
|
|||
|
|
/ ^ • 5 " - |
|
|
z |
|
|
||
|
|
шштшттш^ш^1ттт |
* |
|
|
|
|||
|
|
Li« ^ |
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
|
[••"' </ |
|
|
|
|
||
|
|
|
! / |
|
|
|
|
|
|
|
\ |
- |
|
|
|
|
|
|
|
d |
20...28 |
32...45 |
|
|
50...70 |
80...90 |
|||
г |
|
1,6 |
|
2,0 |
|
|
|
2,5 |
3,0 |
f |
|
2,0 |
|
2,5 |
|
|
13,0 |
4,0 |
|
|
|
Т а б л и ц а |
10.7. Канавки |
|
|
||||
|
|
fx45'' |
г/ |
|
|
|
|
' |
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[_ "?/////.{У//// |
|
||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
i ^'^""^ |
|
-с |
1 |
,\ |
|
||
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
Й . |
|
|
' |
• |
|
|
Св. |
10 до 50 |
|
|
Св. 50 до |
100 |
Св. 100 |
||
|
|
3,0 |
|
|
|
|
5,0 |
|
8,0 |
г |
|
0,25 |
|
|
|
|
0,5 |
|
0,5 |
|
1,0 |
|
|
|
|
1,6 |
|
2,0 |
1. Первая ступень. Выходной конец вала может быть цилиндри ческим или коническим. Посадки деталей на конус обладают ря дом достоинств: легкость сборки и разборки, высокая точность ба зирования, возможность создания любого натяга. В проектируе мых редукторах в равной мере применяют цилиндрические и кони ческие концы валов (рис. А1...А18; 10.14).
Диаметр I -и ступени d^ рассчитан на чистое кручение в задаче 7. Если диаметр 2-й ступени d^ изменился (увеличился) в связи с про веркой пригодности подшипника (см. 9.2, 9.4), то нужно пересчи тать диаметр l-ii ступени: d=d^—2t. Здесь / > If— высота буртика, где/— конструктивный размер фаски который принимают в соответ-
187
Т а б л и ц а 10.8. Концы валов цилиндрические
1
J
c>^U5" .
IN i
__LLt3
1
^^— мм
^. |
20 |
22 |
25 |
28 |
32 |
36 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
70 |
80 |
90 |
г |
|
1,6 |
|
1 |
|
2,0 |
|
|
|
2,5 |
|
|
3,0 |
|
с |
|
1,0 |
|
1 |
|
1,6 |
|
|
|
2,0 |
|
|
2,5 |
|
ствии с радиусом галтели г по табл. 10.6 (в табл. 7.1 и 10.1 приве дены стандартные размеры фасок). Длина ступени /^ (табл. 10.8, 10.9) определяется по осевым размерам ступицы элементов откры тых передач (см. 10.6) или посадочного места полумуфты (см. 10.7). Рисунки 10.4,^, е\ 10.5 б, е\ 10.6, б, е.
Возможна установка и демонтаж подшипника на 2-й ступени без снятия шпонки (рис. 10.14). Для этого нужно диаметр d^ (d^) определить в зависимости от диаметра d^, равного диаметру d внут-
> |
реннего кольца подшипника: |
/ |
ci^= d^—l,! (А—/j)—для цилин |
|
дрических концов вала, d^= |
|
==<^2~2,2(А-~/^)—для коничес |
|
ких концов, где h — высота |
|
шпонки; /j— глубина посадки |
|
шпонки в паз вала (см. табл. |
|
К42). Выполнение этого ус |
|
ловия приводит к значитель |
|
ной разности диаметров d^ и |
|
d^. В тех случаях, когда рас |
|
стояние / больше ширины |
|
внутреннего кольца подшип |
|
ника В (рис. 10.15), разность |
Рис. 10.14. Конструирование вььход^юй ступени вала:
а~с коническим концом; б—с цилиндрическим концом
диаметров d^ и d^ можно уменьшить за счет обвода
шпонки при установке под шипника.
Диаметр выходного кон ца быстроходного вала d^, со единенного с двигателем через муф'гу, не должен отличаться
188
Рис. 10.15. Демонтаж подшипника без снятия шпонки
ОТ диаметра вала ротора двигателя ^f^^^^ (см. табл. К10) больше чем на 20%. При выполнении этого условия соединение валов осуще ствляется стандартной муфтой.
Т а б л и ц а 10.9. Концы валов конические
Ч н
|
Ш |
|
|
|
|
|
|
ЩЫ |
|
|
|
|
^^0,Ы |
|
|
|
|
|
|
|
Номинальный |
|
|
|
|
|
|
диаметр |
|
|
|
^3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
2,5 |
1,8 |
М12Х |
Мб |
6,5 |
8,8 |
22 |
|
|
х1,25 |
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
28 |
3,0 |
2,3 |
М16х |
М8 |
9,0 |
10,7 |
32 |
|
|
х1,5 |
М10 |
11,0 |
13,0 |
|
|
|
||||
36 |
3,5 |
2,8 |
М20Х |
М12 |
14,0 |
16,3 |
|
|
|
х1,5 |
|
|
|
189