12. Рекомендации по конструированию основных элементов редуктора и привода
12.1. Схемы установки подшипников
Конструкции подшипниковых узлов (опор) редукторов зависят от типа применяемых подшипников, схемы их установки, типа зубчатого зацепления и способа смазывания подшипников и колес.
Основным изделием подшипникового узла является подшипник. Подшипники служат опорами для валов, осей и других вращающихся деталей. Они воспринимают радиальные и осевые усилия, приложенные к валу. Помимо этого комплект деталей подшипникового узла может включать: детали крепления колец подшипников на валу и в корпусе; крышки, стаканы и компенсаторные кольца; уплотнения и регулирующие устройства.
Методика предварительного выбора типа подшипника рассмотрена в п. 9.2, а их проверочный расчет приведен в п. 11.2. Осевое фиксирование валов осуществляется различными способами установки подшипников: в плавающих и фиксирующих опорах.
Плавающие опоры допускают осевое перемещение вала от температурных деформаций в любом направлении и воспринимают только радиальную нагрузку (см. рис. 12.1, 12.3).
Фиксирующие опоры ограничивают перемещение вала в одном или обоих направлениях и воспринимают радиальную и осевую нагрузки.
На рис. 12.1 приведен способ установки ведущего вала цилиндрического редуктора с горизонтальным расположением валов в шарикоподшипниках. Такая схема применяется при любых расстояниях между опорами, значительных температурных деформациях вала и невысоких требованиях к жесткости опор и вала, а также, если межосевое расстояние передачи составляет аW >180 мм.
Кроме шариковых, в такой схеме возможно применение радиально-упорных роликовых и двухрядных сферических подшипников.
На рис. 12.2 показан способ установки ведущего вала-шестерни в конических радиально-упорных подшипниках. Данная схема предпочтительна и широко применяется для быстроходных, промежуточных и тихоходных валов цилиндрических редукторов, а также для вала червяка червячных редукторов при межосевом расстоянии аW <160 мм.
Рис. 12.1. Установка ведущего вала цилиндрического редуктора на шарикоподшипниках: левая опора – плавающая, правая – фиксирующая
В этом случае обе опоры конструируют одинаково, подшипники установлены враспор (возможно в растяжку), что ограничивает осевое перемещение вала. По такой схеме можно радиальные однорядные шариковые и радиально-упорные шариковые подшипники. Для компенсации тепловых деформаций в таком случае между торцом наружного кольца подшипника и крышкой устанавливают зазор 0,2÷0,5 мм (на сборочных чертежах не показывают). При установке радиально-упорных подшипников для предотвращения защемления тел качения от температурных деформаций предусматривают осевую регулировку зазоров в подшипнике, которая осуществляется набором металлических прокладок толщиной 0,1-0,2 мм, установленных между крышкой подшипника и корпусом редуктора.
Рис. 12.2. Установка конических радиально-упорных подшипников на ведущем валу цилиндрического косозубого редуктора
На рис. 12.3 показан способ проектирования подшипниковых узлов вала червяка. Левая опора – фиксирующая на двух конических роликовых радиально-упорных подшипниках (возможно также применение шариковых радиально-упорных подшипников), правая – плавающая (радиальный однорядный шариковый или роликовый подшипник). Такую схему применяют при межосевом расстоянии червячной передачи аW >160 мм. При диаметре окружности вершин витков червяка da1 больше диаметра наружного кольца подшипника D подшипники фиксирующей опоры устанавливают в стакан (рис.12.3).
Рис. 12.3. Подшипниковые опоры быстроходного вала червячного редуктора: левая опора – фиксирующая на двух конических роликоподшипниках; правая – плавающая (радиальный шарикоподшипник)
На рис. 12.4 представлена схема установки подшипников на вертикально расположенном ведомом валу червячного. Подшипники установлены враспор, обе опоры фиксирующие. Данная схема установки подшипников используется также при проектировании подшипниковых узлов цилиндрических передач. Конструкция корпуса для нижнего подшипникового узла проектируют с таким расчетом, чтобы подшипник не забрасывало маслом, смазывающим червячное зацепление.
Рис. 12.4. Установка вертикально расположенного вала червячного колеса в роликовых конических радиально-упорных подшипниках
На рис. 12.5–12.7 приведены способы установки подшипников ведущего вала конического редуктора. Применяют такие схемы при небольших расстояниях между опорами l=(8÷10)d. Минимальные значения относятся к роликовым, а большие – к шариковым радиально-упорным подшипникам. Для возможности регулировки радиального зазора в зубчатом коническом зацеплении подшипники устанавливают в стакан.