- •Изучение механических передач
- •Ухта 2007
- •Isbn 5-88179-192-4
- •1 Изучение редукторов. Лабораторная работа №1
- •Порядок выполнения работы
- •1.2 Общие сведения о редукторах
- •Основные детали редукторов
- •Валы, фиксированные и нефиксированные в осевом направлении
- •1.4 Смазка редукторов
- •1.6 Отчёт о выполнении лабораторной работы
- •1.4 Контрольные вопросы
- •2 Регулирование подшипниковых узлов. Лабораторная работа № 2
- •2.1 Порядок и цель выполнения работы
- •2.2 Общие сведения о регулировании подшипниковых узлов с подшипниками качения
- •2.3 Регулирование осевого перемещения вала, опирающегося на регулируемые подшипники
- •2.4 Примеры расчета изменения осевого перемещения вала вследствие разности температур вала и корпуса
- •2.5 Примеры назначения нормы осевой игры вала
- •2.6 Сведения о методах регулирования осевой игры валов
- •2.7 Отчёт о выполнении лабораторной работы
- •1 Объект регулировки
- •2 Обоснование нормы на регулировку подшипниковых узлов
- •3 Порядок регулировки подшипниковых узлов
- •Литература
- •2.8 Контрольные вопросы
- •3 Регулирование зубчатых и червячных передач
- •3.1 Порядок выполнения работы
- •3.2 Предварительные сведения о регулировании зубчатых и червячных передач
- •3.3 Сведения о точности зубчатых и червячных передач
- •3.4 Содержание и цель регулировки зубчатых передач
- •3.5 Методы контроля контакта и бокового зазора зубьев
- •3.7 Отчёт о выполнении лабораторной работы
- •1 Объект регулирования
- •2 Обоснование норм пятна контакта и бокового зазора
- •3 Порядок регулировки конической зубчатой передачи
- •Литература
- •3.8. Контрольные вопросы
- •4 Монтаж и регулировка ременной передачи
- •4.1 Порядок выполнения работы
- •4.2 Общие сведения о ременных передачах
- •4.3 Силы и напряжения в ремне
- •4.4 Особенности клиноременной передачи
- •4.5 Общие требования к монтажу ременной передачи
- •4.6 Регулирование взаимного расположения шкивов ременной передачи
- •4.7 Регулирование предварительного натяжения ремня
- •4.8 Отчёт о выполнении лабораторной работы
- •1 Объект регулировки
- •2 Обоснование норм на регулировку ременной передачи
- •3 Порядок регулировки ременной передачи
- •Литература
- •4.9 Контрольные вопросы
- •5 Изучение геометрических параметров колес зубчатых и червячных передач
- •5.1 Порядок и цель выполнения работы
- •5.2 Общие сведения о геометрических параметрах зубчатых и червячных передач
- •5.3 Геометрические параметры колёс цилиндрических
- •5.4 Геометрические параметры колёс прямозубых конических передач
- •5.5 Геометрические параметры колёс и червяков цилиндрических червячных передач
- •5.6 Отчёт о выполнении лабораторной работы
- •1 Объект изучения
- •2 Параметры зубчатой пары, полученные непосредственным измерением
- •3 Параметры зубчатой пары, полученные расчётом по формулам из таблицы (1, с. 138, 140)
- •4 Результаты расчётов и непосредственных измерений параметров зубчатой пары
- •Литература
- •5.7 Контрольные вопросы
- •Литература
- •Жингаровский Анатолий Николаевич
- •Кейн Евгений Иосифович
- •Суровцев Евгений Леонидович
- •Изучение механических передач
- •Редактор в.П. Кипрова Технический редактор и.А. Безродных
- •169300, Г. Ухта, ул. Первомайская, 13.
- •169300, Г. Ухта, ул. Октябрьская, 13.
2.5 Примеры назначения нормы осевой игры вала
2.5.1 Напомним, что норма в данном случае – это та осевая игра вала, которая должна быть получена регулировкой на холодной машине в процессе её сборки на заводе-изготовителе или при выполнении ремонтных работ.
2.5.2 Покажем далее, как назначить норму осевой игры вала, используя вычисленные в пункте 2.4.3 величины изменения его осевой игры от разницы температур этого вала и корпуса.
Т аблицей 2.3 для роликоподшипников с внутренним диаметром d = 50…80 мм и углом контакта = 100…160 рекомендованы пределы осевой игры вала на работающей (нагретой) машине Sнагр.= 60...140 мкм.
Для первого варианта (вал стальной, корпус чугунный, подшипники установлены враспор) изменение осевой игры определено равным – 0,076 мм = – 76 мкм. Знак минус означает, что осевая игра уменьшается. Поэтому для холодной машины, на которой выполняется регулировка, приведенные выше цифры Sнагр можно увеличить на 76 мкм. В результате для холодной машины получим Sхол = (60 + 76)… …(140 + 76) мкм или Sхол = 136...216 мкм. Последние цифры можно уже принять за норму. Но для создания некоторого запаса качества и с учетом неизбежных погрешностей при выполнении регулировочных операций сузим полученный интервал приблизительно на 10% с каждой стороны. Тогда будем иметь Sхол = 150...200 мкм = 0,15...0,20 мм. Эти цифры и примем в качестве нормы, а в технических требованиях чертежа на сборку редуктора запишем пункт такого, например, содержания "Осевое перемещение вала поз. 4 от 0,15 до 0,20 мм."
Для второго варианта, который отличается от первого только установкой подшипников врастяжку (см. таблицу 2.4), осевая игра меняется в сторону увеличения и притом весьма незначительно, т. е. ΣΔSраст.чуг. = 0,012 мм = 12 мкм. Воспользуемся изложенным выше принципом, но в данном случае уменьшим рекомендованные таблицей 2.3 пределы осевой игры в нагретом состоянии Sнагр.= 60...140 мкм на 12 мкм. В итоге для холодной машины получим осевую игру Sхол.= (60 – –12)...(140 – 12) мкм, или Sхол.= 48…128 мкм.
По изложенным выше соображениям сузим несколько полученный интервал и получим для холодной машины норму осевой игры вала Sхол = 53...115 мкм = 0,053...0,115 мм. В технических требованиях чертежа запишем пункт такого содержания: "Осевое перемещение вала поз. 4 от 0,053 до 0,115 мм".
В заключение заметим, что на практике значения tв и tк определяют расчетом или же опытным путем. За начальную температуру, при которой ведется сборка и регулировка машины, принимают обычно t0 = 20 0С. В курсовом проектировании можно принимать для цилиндрических и конических редукторов Δtв = tв – t0 = 30...40 0С; Δtк = tк – t0 = 20...30 0С.
Для редукторов червячных, где потери больше и поэтому температуры выше, рекомендуется принимать Δtк = tк – t0 = 40...60 0С.
2.6 Сведения о методах регулирования осевой игры валов
2.6.1 Там, где требуется регулировка осевой игры вала, конструктор обязательно предусматривает возможность выполнения этой слесарной операции достаточно простыми средствами. При этом в конструкцию могут вводиться специальные детали, участвующие в регулировке: винты, гайки, прокладки и др.
2.6.2 При установке подшипников враспор (см. рисунки 2.1а, 2.2) регулирование осевой игры вала происходит за счет воздействия какой-либо детали подшипникового узла на наружное кольцо подшипника.
На рисунке 2.1а такой деталью служит привертная крышка 7. Вместе с крышкой в регулировке участвует комплект регулировочных прокладок 6. Эти прокладки на собранной машине зажимаются между фланцем привертной крышки и корпусом. Правильно подобранная суммарная толщина комплекта прокладок как раз и обеспечивает заданную осевую игру вала (норму). Одна металлическая регулировочная прокладка редко имеет толщину менее 0,1 мм. При такой толщине регулировка получается довольно грубой, т. е. ступенями через 0,1 мм. В ответственных конструкциях (в авиационных редукторах, например) применяют одну прокладку, нужную толщину которой тщательно вымеряют и затем подгоняют шлифовкой. Это трудоёмкая и дорогая операция.
На рисунке 2.2а в конструкции подшипниковых узлов предусмотрены закладные крышки 3 и 4, которые нельзя перемещать вдоль оси вала, как перемещают крышки привертные (см. выше). Поэтому в закладной крышке 4 выполнена резьба и установлен регулировочный винт 5, который, воздействуя своим выпуклым концом на середину нажимной шайбы 6, равномерно, без перекосов, передает усилие на наружное кольцо подшипника. Конструкция с регулировочным винтом допускает весьма тонкую регулировку, для чего резьбу на нем предусматривают с мелким шагом. Вместе с тем, эта конструкция сложнее и дороже описанной выше конструкции с регулировочными прокладками.
Конструкция по рисунку 2.2б имеет две привертные крышки 8, 9 и два комплекта регулировочных прокладок 10, 11. Они вместе выполняют две функции: сначала – регулирования осевой игры вала, а затем –регулирования правильного зацепления конического колеса 12 с другим коническим колесом (на рисунке не показано). Для регулирования зацепления колес нужно перемещать вдоль оси вал 1 вместе с колесом 12. Чтобы при этом не нарушить ранее выполненную регулировку подшипниковых узлов, нельзя изменять суммарную толщину комплектов прокладок 10 и 11, но можно перекладывать отдельные прокладки слева направо или наоборот. Если, например, часть прокладок из комплекта 10 перенести направо и добавить к комплекту 11, то крышки 8 и 9 подвинутся вправо, а вместе с ними подвинутся вал 1 и колесо 12. Осевая игра вала 1 при этом не изменится.
В конструкции по рисунку 2.2в предусмотрены два одинаковых подшипниковых узла, содержащих закладные крышки 13, регулировочные винты 5 и нажимные шайбы 6. Здесь регулировочными винтами 5 сначала регулируется осевая игра вала 1, а затем – осевое положение конического колеса 12. Чтобы при этом не нарушить регулировку подшипниковых узлов, винты 5 нужно поворачивать одновременно и на одинаковый угол, который легко отсчитывать по выступам под ключ на торцах винтов. Если, например, завинтить в крышку на некоторый угол правый винт 5 и на тот же угол вывинтить из крышки левый винт, то вал вместе с колесом сдвинется влево, а регулировка осевого перемещения вала не нарушится.
В заключение заметим, что привертные крышки, под которые подкладывают металлические регулировочные прокладки, а также закладные крышки и регулировочные винты уплотняют герметиками.
1 – вал; 2 – подшипник радиально-упорный роликовый; 3, 4 - крышка закладная; 5 – винт регулировочный; 6 – шайба нажимная; 7 – кольцо маслоотражательное; 8, 9 – крышка привертная; 10, 11 – комплект регулировочных прокладок; 12 – колесо коническое; 13 – крышка закладная; 14 – корпус.
Рисунок 2.2 – Иллюстрация регулирования осевой игры вала при установке подшипников враспор
2.6.3 При установке подшипников врастяжку (см. рисунки 2.1б и 2.3) регулирование осевого перемещения вала происходит за счет воздействия какой-либо детали подшипникового узла на внутреннее кольцо подшипника. (Напомним для сравнения, что при установке враспор воздействуем на кольцо наружное!).
Деталью, которая воздействует при регулировке на внутреннее кольцо подшипника, служит чаще всего регулировочная гайка, навинченная на вал. По рисунку 2.1б гайка 9 через стопорную лепестковую шайбу 14 воздействует на внутреннее кольцо подшипника 2. Если гайку 9 завинчивать, то внутреннее кольцо будет перемещаться влево, а осевая игра вала будет уменьшаться. При отвинчивании гайки 9 осевая игра увеличивается. Чтобы облегчить перемещение кольца подшипника по валу, для кольца назначают посадку с малым натягом, переходную или реже с малым зазором.
2.6.4 Выполнение регулировочных операций требует контроля их результатов. Рисунок 2.3 иллюстрирует распространенный и достаточно точный метод такого контроля. На рисунке представлен подшипниковый узел переднего колеса автомобиля "Жигули". Здесь подшипники 1 (второй справа подшипник не показан) установлены врастяжку на неподвижной оси 2 (на предыдущих иллюстрациях это вал). Ось укреплена в передней подвеске автомобиля и не вращается. Корпусом служит вращающаяся ступица 3, к которой болтами крепится автомобильное колесо. Для регулировки осевого перемещения вращающейся ступицы относительно неподвижной оси предусмотрена гайка 4. При завинчивании гайки осевое перемещение ступицы уменьшается, при отвинчивании – увеличивается. Для измерения величины осевого перемещения используется приспособление с индикатором часового типа 6, смонтированном на жестком кронштейне 7, ввинченном в резьбовое отверстие для одного из болтов крепления колеса.
Для измерения осевой игры нужно с некоторым усилием (30...50 Н) переместить ступицу в крайнее положение и заметить показание индикатора, затем сделать то же самое для другого крайнего положения ступицы. Разница показаний индикатора и будет измеряемой осевой игрой.
Этот инструментальным метод непосредственного измерения применим во всех случаях, где есть возможность смонтировать приспособление, как показано на рисунке. Осложнения могут возникнуть, если, например, промежуточный вал редуктора не имеет выхода наружу. Наряду с инструментальным, существуют методы косвенного контроля, дающие менее точные, но зачастую удовлетворительные результаты.
Приведем примеры.
Вал 1 по рисунку 2.2а следует временно смонтировать в корпусе 14 без других валов с сопряжёнными зубчатыми колёсами, чтобы они не затрудняли его вращение. Затем нужно вращать вал, постепенно затягивая винт 5,пока не появится заметный рост сопротивления вращению.
1 – радиально-упорный роликоподшипник; 2 – ось неподвижная; 3 – ступица вращающаяся; 4 – гайка регулировочная; 5 – шайба; 6 - индикатор часового типа; 7 – кронштейн.
Рисунок 2.3 – Иллюстрация одного из методов измерения осевой игры вала
Это будет означать, что осевая игра устранена полностью. Далее следует отвернуть винт 5 в соответствии с его шагом, чтобы обеспечить требуемую осевую игру вала. Если, например, шаг винта 1,5 мм, а осевая игра должна составлять 0,3 мм, то винт следует отвернуть на 0,3 : 1,5 = = 0,2 оборота. После завершения регулировки винт 5 должен быть застопорен.
Рассмотрим ещё пример. Вал 1 по рисунку 2.2б также следует смонтировать в корпусе без других валов с сопряженными зубчатыми колесами. Одну крышку, например левую 8, следует закрепить, как положено с комплектом прокладок 10 ожидаемой толщины, а вторую крышку 9 установить на место без прокладок. Далее следует равномерно и постепенно затягивать болты крепления крышки 9, пока не появится ощутимый рост сопротивления вращению вала. После этого следует замерить щупом в нескольких местах зазор между корпусом 14 и фланцем крышки 9 и рассчитать среднее значение этого зазора. Если прибавить к величине среднего зазора требуемую величину осевой игры вала, то получим в итоге толщину комплекта прокладок 11 под крышку 9.