- •Детали машин. Основы конструирования журнал
- •Группа __________ Студент ___________ Преподаватель ___________
- •3 Объекты исследования, оборудование, инструменты
- •4. Задание на работу.
- •5 Порядок выполнения работы
- •7. Контрольные вопросы
- •1 Выполнить эскиз кинематической схемы редуктора
- •2 Проставить размеры габаритные и установочные
- •3 Проставить размеры присоединительные
- •4 Расчет параметров цилиндрического эвольвентного зацепления
- •5 Краткое описание редуктора, смазки его колес и подшипников
- •4 Выполнить эскиз вала в сборе (указать тип подшипников, их номера, способ крепления к валу)
- •1 Цель и задачи работы
- •2 Теоретические положения
- •3 Объекты исследования, оборудование, инструменты
- •4 Задание на работу
- •5 Порядок выполнения работы
- •7 Контрольные вопросы
- •3.3. Редукторы с коническими зубчатыми колесами
- •4.Регулировка осевой игры радиально-упорных шарико - и роликоподшипников
- •5 Порядок проведения работы.
- •6 Отчет по лабораторной работе
- •1. Цель и задачи работы
- •2. Теоретические положения
- •5 Контрольные вопросы
- •6 Отчет
2 Теоретические положения
Червячные редукторы случат для понижения угловых скоростей и передачи движения между перекрещивающимися валами. Основное распространение имеют одноступенчатые червячные редукторы с передаточными числами U= 8.. .63. Червячная передача состоит из червяка и червячного колеса.
2.1 Передаточное число червячного одноступенчатого редуктора определяется по формуле
где - число зубьев червячного колеса;
- число витков резьбы червяка.
2.2 Межосевое расстояние
где т - модуль осевой, мм;
q - коэффициент диаметра червяка;
-число зубьев червячного колеса.
2.3 Основные размеры червяка (рис. 1) определяются по формулам:
2.3.1 делительный диаметр
2.3.2 диаметр выступов
Рис.1 Схема червяка
2.3.3 диаметр впадин
Рис.2 Схема червячного колеса
2.4 Основные размеры червячного колеса (рис. 2) определяются так:
2.4.1 делительный диаметр
2.4.2 диаметр выступов
2.4.3 диаметр впадин
2.5 Осевой модуль в червячной передаче определяется по формуле
где - осевой шаг, мм;
Модуль и коэффициент диаметра червяка стандартизованы (см. приложение).
3 Объекты исследования, оборудование, инструменты
Объектом исследования является одноступенчатый червячный редуктор. Инструменты: гаечный ключ, штангенциркуль, линейка.
4 Задание на работу
Изучить конструкцию редуктора и подшипниковых узлов. Выполнить кинематическую схему редуктора. Определить передаточное число редуктора, модуль зацепления, основные параметры червяка и червячного колеса, межосевое расстояние. Выполнить эскиз червяка и червячного колеса и эскиз по указанию преподавателя.
5 Порядок выполнения работы
Ознакомиться с конструкцией редуктора в сборе. Отвернуть винты, крышки снять. Вынуть червячное колесо и червяк в сборе. Ознакомиться с конструкцией. Определить число заходов витков резьбы червяка и подсчитать число зубьев колеса. Выполнить кинематическую схему червячного редуктора и определить передаточное число. На червяке замерить осевой шаг и определить модуль. Величину модуля округлить до стандартного значения (см. прил.).
Рассчитать основные размеры червяка и червячного колеса, замерить наружные диаметры и сравнить их с размерами, полученными расчетным путём. Рассчитать межосевое расстояние. Выполнить эскиз червяка и червячного колеса, проставить размеры. Выполнить эскиз вала по указанию преподавателя. Собрать редуктор.
6 УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Лабораторную работу оформить в тетради для лабораторных работ с выполнением схем, эскизов и расчетов, указанных в п.5.
7 Контрольные вопросы
Назначение червячного редуктора?
Как выразить передаточное число ступени через угловую скорость, частоту вращения и основные параметры червячной передачи?
Во сколько раз меньше частота вращения колеса?
Какие подшипники применены в редукторе?
Каково назначение ребер в корпусе редуктора?
Как собирается редуктор?
Каковы особенности конструкции червяка и червячного колеса?
Что называется осевым шагом червяка?
Что называется ходом винтовой линии?
Почему с уменьшением модуля коэффициент диаметра червяка увеличивают?
Угол профиля витка в осевом сечении?
В каком сечении витки червяка описаны архимедовой спиралью?
Почему передаваемую мощность в червячной передаче ограничивают?
Укажите способы размещения червяка относительно колеса?
Назовите причину сравнительно низкого к.п.д. в червячной передаче?
Почему рекомендуют червячную передачу применять в качестве быстроходной ступени?
Какие силы действуют в зацеплении червячной передачи?
Из каких соображений выбирают число витков червяка ?
Объясните, почему осевое усилие на червяке всегда больше окружногои радиального?
Как влияет на к.п.д. передачи?
В червячной передаче различают окружные скорости на червяке, колесе и скорость скольжения. Какая из них наибольшая?
Почему зубья червячного колеса имеют дугообразную форму?
Приложение 1 Сочетания модуля т и коэффициентов диаметра червяка q (по ГОСТ 2144-76)
| |||
т |
2 |
2,5 |
З,15 |
q |
8;10;12,5;16;20 |
8;10;12,5;16;20 |
8;10;12,5;16;20 |
т |
4 |
5 |
6,3 |
q |
8;10;12,5;16;20 |
8;10;12,5;16;20 |
8;10;12,5;16;20 |
т |
8 |
10 |
12,5 |
q |
8;10;12,5;16;20 |
8;10;12,5;16;20 |
8;10;12,5;16;20 |
ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
1 КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА РЕДУКТОРА
2 ПРОСТАВИТЬ РАЗМЕРЫ ГАБАРИТНЫЕ И УСТАНОВОЧНЫЕ
3 ПРОСТАВИТЬ РАЗМЕРЫ ПРИСОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ
Рис. 2 Размеры выходного и входного концов валов
4 КАКОЙ ТИП ЧЕРВЯКА ИСПОЛЬЗОВАН В ПЕРЕДАЧЕ ?
1 – червяк; 2 – червячное колесо
5 ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО ПЕРЕДАЧИ
6 РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ЧЕРВЯЧНОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ
|
Наименование параметра |
Результат |
|
Модуль осевой, мм
|
|
Параметры
червячного колеса |
Делительный диаметр, мм |
|
червячного колеса
|
Диаметр вершин, мм |
|
|
Диаметр впадин, мм |
|
|
Наибольший диаметр,мм мммм |
|
|
|
|
|
Диаметр вершин,мм |
измерить |
|
Делительный диаметр, мм |
|
Параметры червяка
|
Коэффициент диаметра |
|
|
Делительный диаметр (уточненное значение) |
|
|
Диаметр впадин, мм |
|
Примечание
а) шаг замерить по червяку.
б) модуль уточнить по ГОСТ
6 УКАЖИТЕ ВАРИАНТЫ ПО РАСПОЛОЖЕНИЮ ЧЕРВЯЧНОЙ ПАРЫ ?
Рис. Схемы расположения червячной пары
1
2
3
4
5
7.ОПИСАНИЕ СБОРКИ РЕДУКТОРА (УКАЗАТЬ ТИП ПОДШИПНИКОВ, ИХ НОМЕРА, СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ К ВАЛУ, СПОСОБ РЕГУЛИРОВКИ ЧЕРВЯЧНОЙ ПАРЫ И Т.Д.)
Подпись преподавателя
Дата
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
1. Цель работы
Целью работы является ознакомление с классификацией, конструкцией, основными характеристиками и маркировкой подшипников качения.
2. Теоретические положения
Достоинствами подшипников качения по сравнению с подшипниками скольжения являются:
Малые потери на трение
Малые габариты по ширине.
Взаимозаменяемость.
Малая стоимость.
Малый расход смазки.
К недостаткам относятся, малый ресурс, значительные габариты по диаметру, ограниченные быстроходность и способность воспринимать ударные нагрузки.
По форме тел качения подшипники разделяются на шариковые и роликовые (рис. 1,2)
Ролики - цилиндрические (короткие и длинные, витые), конические, бочкообразные, игольчатые (рис. 3)
Шарикоподшипники быстроходнее роликоподшипников, т.к. масса тел качения у них меньше.
По характеру воспринимаемой нагрузки подшипники качения делятся на подшипники радиальные, радиально-упорные, упорные и упорно-радиальные.
Радиальные подшипники предназначены для восприятия радиальных нагрузок. Однако некоторые типы радиальных подшипников воспринимают ограниченную и осевую нагрузку.
Радиально-упорные подшипники предназначены для восприятия одновременно действующих радиальных и осевых нагрузок. Упорные -только осевых нагрузок, упорно-радиальные - в основном для восприятия осевых нагрузок и в значительно меньшей степени радиальных.
2.1. Краткая характеристика некоторых типов подшипников качения
Подшипник качения в общем случае состоит из внутреннего кольца, на-ружного кольца, тел качения (шариков или роликов) и сепаратора, разделяющего и направляющего тела качения по беговым дорожкам.
Рис. 1 Основные типы шарикоподшипников
а) радиальный однорядный; б) радиально-упорный однорядный;
в) радиальный двухрядный; г) радиальный сферический двухрядный;
д) упорные радиальные; е) упорные двойные
Рис. 2 Основные типы роликоподшипников
а) радиальный с короткими цилиндрическими роликами без буртиков на наружном кольце; б) радиальный с короткими цилиндрическими роликами без буртиков на внутреннем кольце; в) радиальный с короткими цилиндрическими роликами буртиками на наружном и внутреенем кольцах; г) радиальный двухрядный сферический
Рис 3 Основные типы тел качения
.
.
Рис.4 Радиальныйоднорядныйшарикоподшипник
1-кольцо внутреннее; 2-кольцо наружное; 3-тело качения; 4-сепаратор
Радиальный однорядный шариковый подшипник (рис 4) — наиболее простой и дешевый подшипник, воспринимающий радиальную и осевую нагрузки, причем осевая нагрузка не превышает 70% от неиспользованной радиальной нагрузки (неиспользованная нагрузка - разность между допустимой и действующей нагрузками) Подшипник допускает небольшие перекосы - до 15'. Возможна его эксплуатация без предварительной регулировки.
Рис. 5 Шарикоподшипник радиальный сферический двухрядный
Шарикоподшипник радиальный сферический двухрядный (рис.5) предназначен в основном для восприятия радиальных нагрузок, но может воспринимать одновременно и двухстороннюю осевую нагрузку, которая не должна превышать 20% неиспользованной радиальной нагрузки. Выполненная по сфере дорожка качения на наружном кольце обеспечивает нормальную работу подшипника даже при значительном (2-3)° перекосе внутреннего кольца относительно наружного.
Радиальный роликоподшипник с короткими цилиндрическими роликами (рис.6) предназначен для восприятия только радиальных нагрузок. Обладает значительно большей нагрузочной способностью по сравнению с равногабаритными шариковыми подшипниками, но по скоростным характеристикам несколько им уступает. Подшипники очень чувствительны к перекосам внутренних колец относительно наружных, так как при этом возникает концентрация напряжений у краев дорожек.
Радиальный роликоподшипник двухрядный сферический. (рис.7) предназначен в основном для работы под радиальными нагрузками, но может одновременно воспринимать и осевую нагрузку, действующую в обоих направлениях и не превышающую 25% неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Подшипник обладает значительно большей грузоподъемностью, чем сферический шарикоподшипник с такими же габаритами.
Рис. 8 Радиальный игольчатый роликоподшипник
Радиальный игольчатый роликоподшипник (рис.8) предназначен для восприятия только радиальных нагрузок. Особенно широко применяется для работы в качательном режиме. Обладает малыми габаритами в радиальном направлении. Осевое перемещение вала не ограничивается. Перекос вала относительно наружного кольца недопустим, т.к. это ведет к нарушению линейного контакта игл с дорожкой качения.Такие подшипники без внутренних колец применяют при необходимости предельного уменьшения радиальных габаритных размеров узла.
Радиальный роликоподшипник с длинными цилиндрическими роликами предназначен для восприятия больших радиальных нагрузок при невысоких скоростях.
Рис.9. Радиальный роликоподшипник с длинными цилиндрическими роликами
Подшипники выпускают как с наружными и внутренними кольцами, так и без них (рис.9) Осевое перемещение вала не ограничивается, перекос вала недопустим.
Радиально-упорный шарикоподшипник (рис.10) предназначен для вос-
приятия радиальных и осевых нагрузок Способность воспринимать осевую нагрузку возрастает с увеличением угла контакта за счет уменьшения радиальной нагрузки. По скоростным характеристикам не уступает радиальному однорядному.
Рис. 10 Радиально-упорный шарикоподшипник
Рис. 12 Упорный шарикоподшипник
Упорный шарикоподшипник (рис.12) предназначен для восприятия осевой нагрузки. Допускает значительно меньшие окружные скорости по сравнению с другими типами шарикоподшипников, так как дорожки качения могут воспринимать лишь ограниченные центробежные нагрузки, возникающие при движении шариков.
2.2 Условные обозначения подшипников
Условные обозначения, написанные цифрами, характеризуют внутренний диаметр подшипника, его серии по диаметру и по ширине, тип, конструктивные особенности и класс точности. Всего цифр может быть 7
Перед цифрами через тире указывают класс точности. После цифр возможны дополнительные буквенные знаки.
Первые две цифры, читая справа, обозначают внутренний диаметр подшипника, 00-10 мм; 01-12 мм; 02-15 мм; 03-17 мм.
Для подшипников с внутренним диаметром от 20 до 495 мм эти цифры соответствуют внутреннему диаметру, деленному на 5. Например, подшипник с внутренним диаметром 30 мм имеет две цифры справа условного обозначения 06, а с внутренним диаметром 80 мм - 16 и т.д.
Третья цифра справа обозначает серию диаметров подшипников;
1 -особо легкая; 2 - легкая; 3 - средняя; 4 - тяжелая; 5- легкая широкая; 6 – средняя широкая; 7 - особо легкая узкая; 8 - сверхлегкая узкая; 9 - сверхлегкая узкая, нормальная, широкая или особо широкая.
Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника;
- радиальный шариковый;
-радиальный шариковый сферический;
- радиальный с короткими цилиндрическими роликами;
- радиальный роликовый сферический;
- радиальный роликовый с длинными цилиндрическими роликами или игольчатый;
- радиальный роликовый с витыми роликами;
- радиально-упорный шариковый;
- роликовый конический;
- упорный шариковый;
- упорный роликовый.
Пятая или пятая и шестая цифры обозначают конструктивные особенности подшипника - угол контакта шариков в радиально-упорных подшипниках, наличие стопорной канавки на наружном кольце и т.д.
Большое разнообразие конструктивных особенностей подшипника не позволяет привести перечень их с указанием обозначения.
Седьмая цифра обозначает серию габаритов по ширине :
- нормальная;
- широкая;
… 6 - особо широкая; 7 - узкая.
ширине и диаметру
Нули, стоящие левее последней значащей цифры, отбрасываются и в обозначении не указываются.
Перед условным обозначением подшипника через тире указывают класс точности:
0 - нормальный класс, 6 - повышенный; 5 - высокий; 4 -прецизионный; 2 - сверх прецизионный. На подшипниках нормальной точности обозначение класса не дается.
Справа от условного обозначения буквами русского алфавита указывают дополнительные обозначения, например:
Ю - детали подшипника из коррозионно-стойкой стали;
Р -детали подшипника из теплостойких сталей;
Б - сепаратор из безоловянистой бронзы;
Д - сепаратор из алюминиевого сплава;
Е - сепаратор из пластмассы (текстолит и др.)
К - конструктивные изменения деталей подшипника,
Ш - специальные требования по шуму;
С - подшипники закрытые.
Материалы, применяемые для изготовления подшипников
Основными материалами для колец и тел качения подшипников являются шарикоподшипниковые, высокоуглеродистые хромистые стали ШХ15 и ШХ15СГ. Число в обозначении марки указывает на среднее содержание хрома в десятых долях процента. Среднее содержание углерода 1—1,1%. Сталь ШХ15СГ содержит дополнительно кремний и марганец.
Широко применяют также цементируемые, легированные стали 18ХГТ и 20Х2Н4А.
Твердость колец и роликов (кроме витых и длинных цилиндрических) обычно НRС 60—65, шариков — НRС 62—66.
Для работы в условиях высоких температур применяют теплостойкие стали 95X18, ЭИ347Ш и др. При требовании немагнитности—бериллиевую бронзу.
Сепараторы массовых подшипников изготовляют из мягкой, углеродистой стали методом штамповки. Для высокоскоростных подшипников применяют массивные сепараторы из антифрикционных бронз, анодированного дюралюминия, металлокерамики, текстолита, пластифицированной древесины, полиамидов. В специальных случаях применяют пластмассовые сепараторы с металлическим каркасом.
В условиях ударных нагрузок и высоких требованиям к бесшумности работы начинают применять тела качения из пластмасс. При этом резко снижаются требования к твердости колец и их можно изготовлять из легких сплавов.
4 Объекты изучения и инструменты
Работа ведется с комплектом различных конструкций подшипников качения. Измерительный инструмент - штангенциркуль.
5 Порядок выполнения работы
5.1 Получить от преподавателя два подшипника и штангенциркуль.
Выполнить эскизы подшипников.
Дать расшифровку условного обозначения подшипника.
5.4 Дать краткую характеристику подшипника, отметив, какие нагрузки предназначен воспринимать подшипник; допускает ли подшипник перекосы вала в корпусе и в каких пределах; дать сравнительную характеристику подшипников по грузоподъемности.
6 Контрольные вопросы
Чем отличаются подшипники качения от подшипников скольжения?
Сравните шариковые и роликовые подшипники.
Какие типы подшипников не допускают осевую нагрузку?
Какие типы подшипников не допускают перекосы?
Особенность сборки шариковых подшипников.
Какие типы подшипников наиболее распространены?
Какими причинами ограничена быстроходность упорных подшипников?
Когда следует применять сферические подшипники?
Из каких деталей состоят подшипники качения?
Могут ли шариковые подшипники воспринимать комбинированную (радиальную и осевую) нагрузку?
Укажите причины потери работоспособности подшипниками качения
До какой твердости закаливают кольца подшипников качения?
До какой твердости закаливают тела качения?
Допустимый угол перекоса внутреннего кольца относительно наружного в шариковом радиальном однорядном подшипнике?
Допустимый угол перекоса внутреннего кольца относительно наружного в шариковом радиальном сферическом подшипнике?
Допустимый угол перекоса колец в упорном шариковом однорядном подшипнике?
Допустимый угол перекоса внутреннего кольца относительно наружного в радиально-упорном роликовом коническом подшипнике?
Допустимый угол перекоса внутреннего кольца относительно наружного в радиально-упорном шариковом подшипнике?
Из какого материала изготавливают кольца и тела подшипников качения?
Из какого материала изготавливают сепараторы подшипников качения? От чего зависит выбор материала?
Когда тела качения изготавливают из пластмассы?
Когда применяют игольчатые подшипники
Потери на трение в шариковом радиальном однорядном подшипнике
Потери на трение в шариковом радиальном однорядном подшипнике
Потери на трение в радиальном однорядном подшипнике с короткими цилиндрическими роликами без буртиков на наружном кольце?
Когда применяют радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами без буртиков на наружном кольце?
Какую смазку применяют для подшипников качения?
Какие подшипники наиболее быстроходные?
В каком подшипнике отсутствует сепаратор?
Как распределяется радиальная нагрузка между телами качения? Какое тело качения является наиболее нагруженным?
ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
1 ВЫПОЛНИТЬ ЭСКИЗЫ ПОДШИПНИКОВ (РАЗРЕЗ)
1.1 № 1.2 №
2 РАСШИФРОВАТЬ НОМЕРА ПОДШИПНИКОВ
2.1 № 2.2 №
3 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДШИПНИКА
3.1 №
3.2 №
Подпись преподавателя______________ /________________ /
Дата
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ПОДШИПНИКОВЫХ ОПОР
Цель работы - изучить основные узлы и рекомендации по проектированию и расчету подшипниковых опор. Настоящая работа выполняется после изучения конструкции и основных характеристик подшипников качения и является ее продолжением.
1.КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПОДШИПНИКОВЫМ
УЗЛАМ
При проектировании подшипниковых узлов необходимо учитывать величину и направление нагрузки, расстояние между опорами, условия эксплуатации (температуру, запыленность, влажность), частоту вращения колец, требуемую долговечность и стоимость подшипника.
Большое значение имеют условия монтажа. Неправильный монтаж подшипникового узла может привести к снижению его долговечности или даже преждевременному выходу из строя.
Поэтому необходимо правильно назначить посадки на внутренние и наружные кольца подшипников (на вал и в корпусе), а также выбрать способ их крепления.
По способности фиксировать осевое положение вала опоры разделяют на "плавающие" и "фиксирующие". "Плавающие" опоры допускают осевое перемещение вала. "Фиксирующие " опоры могут фиксировать осевое положение вала в одном или обоих направлениях. Как "плавающие" так и "фиксирующие" опоры могут выполняться с одним или двумя подшипниками.
В зависимости от величины направления нагрузки и требований к жесткости опоры могут применяться различные сочетания "плавающих" и "фиксирующих" опор, т.е. конструктивные различные схемы подшипниковых узлов.
1.1. Обе опоры "плавающие" (рис.1).
Фиксация осевого положения вала осуществляется каким-либо другим элементом конструкции, например, зубьями шевронных зубчатых колес.
"Плавающие" опоры способствуют самоустановке вала в осевом направлении и выравниванию нагрузки по обеим половинам зубьев шевронных колес. "Плавающим" следует выполнять вал, опоры которого несут наименьшую нагрузку. Это уменьшает силы трения между корпусом и наружным кольцом подшипника и не препятствует его осевому смещению.
В качестве "плавающих" опор целесообразно применять роликовые подшипники с цилиндрическими роликами без бортов на наружных кольцах (рис. 1). Наружные кольца подшипников закрепляют в корпусе, в осевом направлении вал может
Рис.1 Обе опоры вала выполнены «плавающими»
перемещаться вместе с наружными кольцами. Если грузоподъемность однорядных подшипников недостаточна, то применяют сферические двухрядные шарикоподшипники, между наружными кольцами которых и крышками оставляют зазор.
Большинство подшипниковых узлов выполняют с возможностью фиксации вала в осевом направлении. При этом фиксирующий подшипник жестко закрепляется в корпусе и может воспринимать радиальные и двухсторонние осевые нагрузки.
В "фиксирующих" опорах используются подшипники, кольца
Рис.2
Обе опоры вала выполнены «фиксирующими»
которых не могут смещаться относительно друг друга в осевом направлении хотя бы в одну сторону. Роликовые подшипники с цилиндрическими роликами без бортов на наружных кольцах в «фиксирующих» опорах не применяются. Также следует учитывать, что радиальные однорядные шарикоподшипники обладают сравнительно низкой осевой жесткостью и поэтому их нельзя применять там, где требуется точная фиксация вала.
1.2. Обе опоры «фиксирующие» (рис. 2). Причем каждая из
опор ограничивает перемещение вала только в одном направлении.
Схема применяется при небольших расстояниях между опорами
(l/d < 12), где (1-расстояние между опорами; d- диаметр вала.)
По этой схеме в каждой из опор устанавливают по одному подшипнику.
Для малонагруженных в осевом направлении узлов, не несущих значительную радиальную нагрузку, применяют роликоподшипники с цилиндрическими роликами с одним бур- том на внутреннем кольце (рис. 2). Во избежание заклинивания роликов между наружным кольцом правого подшипника и крышкой предусмотрен зазор «К».
Рассмотренные конструкции подшипниковых узлов широко применяют в редукторах с цилиндрическими зубчатыми колесами.
Рис.3 Опоры с подшипниками регулируемого типа
Если узел монтируют на подшипниках регулируемого типа (шариковые радиально - упорные (рис. 3) или конические роликовые (рис. 4)), то их устанавливают «внатяг» или «враспор».При этом схема «внатяг» предпочтительнее, так как в этом случае при одинаковом расстоянии между опорами величина опорной базы становится больше (размер L).
В процессе регулировки подшипника вал устанавливают с определенной величиной «осевой игры», допустимые пределы которой весьма малы и зависят от конструкции подшипника и узла, режима работы, температуры и требований к жесткости опор.
Подшипники с меньшими углами контакта (β=12°) более чувствительны к изменениям «осевой игры», поэтому их не рекомендуется применять в опорах выполненных по схеме (рис. 2).
1.3. Одна опора вала «фиксирующая», вторая -«плавающая» (рис. 4).
Схема используется при расстояниях между опорами более
12d (l/d > 12)
По этой схеме на одной из опор устанавливают враспор два радиально-упорных шарико - или роликоподшипника. Другую опору в этом случае делают «плавающей» с радиальным шарикоподшипником (рис. 4,5). Регулировка сдвоенных
Рис.4 Схема установки вала с использованием «плавающей» (левая) и «фиксирующей» (правая) опор с шарикоподшипниками
подшипников в процессе эксплуатации затруднена, поэтому их целесообразно устанавливать с точными дистанционными кольцами. Если на узел действуют значительные осевые нагрузки переменного направления и возможно значительное тепловое удлинение вала, то используют конструкцию узла с упорным двойным подшипником в сочетании с двумя плавающими радиальными (рис. 6). Такая конструкция обладает большой жесткостью фиксации вала в осевом направлении. Осевой зазор в упорных двойных подшипниках также необходимо тщательно регулировать.
В тех случаях, когда возможны нарушения соосности (при значительных прогибах вала или отдельно стоящих корпусах) следует применять сферические шарикоподшипники (рис. 7).
Достоинства схемы (рис. 5):
а) не требуется точное расположение посадочных мест под подшипники по длине, что особенно важно при установке опор в отдельных корпуса;
б) расстояние между опорами может быть сколь угодно большим, так как даже значительные температурные деформации вала будут компенсироваться «плавающей» опорой;
в) при применении в «фиксирующей» двух конических роликоподшипников с большими углами конуса или упорных подшипников можно обеспечить более высокую, чем в других схемах осевую жесткость опоры. При монтаже эти подшипники должны быть обязательно отрегулированы.
Недостаток заключается в сложности конструкции крепления подшипников на валах и в корпусах.
Рис.5 Схема установки вала с использованием «плавающей» (левая) и «фиксирующей» (правая) опор с роликоподшипниками
2 КРЕПЛЕНИЕ ПОДШИПНИКОВ НА ВАЛАХ И В КОРПУСАХ
Наиболее простые способы крепления применяют в опорах с односторонней фиксацией вала (по схеме 2). В этом случае внутренние кольца подшипника обычно устанавливают с упором в заплечики вала или упорные кольца, а наружные кольца зажимают крышками (рис. 3,8). При этом необходимая осевая игра подшипников устанавливается за счет набора прокладок между крышкой и корпусом (стаканом редуктора).
В «фиксирующих» опорах двухстороннего действия внутренние и наружные кольца подшипников закрепляются на валу и в корпусе с двух сторон (рис. 4,5,6).
В «плавающих» опорах во избежание случайного аварийного схода подшипник также рекомендуется закреплять на валу с двух сторон (рис. 1). Во всех случаях способ крепления колец подшипников выбирают с учетом величины и направления передаваемой нагрузки, способа регулировки и других особенностей конструкции узла.
Рис.6 Схема установки вала в опорах при значительной осевой нагрузке
3.КОНСТРУИРОВАНИЕ ОПОРНЫХ УЗЛОВ РЕДУКТОРА.
3.1. Редукторы с цилиндрическим прямозубыми колесами. В редукторах этого типа осевые усилия отсутствуют, однако при их работе могут возникать случайные осевые толчки, поэтому рекомендуется одну опору делать «фиксирующей», другую «плавающей».
Такой способ установки допустим при любом расстоянии между опорами. Подшипники устанавливают «враспор», предусмотрев необходимый зазор между крышкой и подшипником.
В тяжелых редукторах применяют двухрядные конические роликоподшипники.
3.2. Редукторы с цилиндрическими косозубыми и шевронными колесами.
В редукторах с косозубыми колесами всегда действует осевая нагрузка, возрастающая с увеличением наклона угла зубьев. При угле наклона зубьев β < 9° конструкция подшипникового узла может быть такой же, как при прямозубых цилиндрических колесах (в этом случае можно установить радиальные шарикоподшипники), а при β > 9° устанавливают радиально-упорные подшипники (шариковые иди роликовые). В передачах с шевронными колесами постоянно действующие силы отсутствуют. В этих редукторах подшипники на более нагруженных валах (тихоходных) фиксируют в осевом направлении. Остальные валы делают «плавающими», чтобы у них была возможность самоустанавливаться по колесу тихоходного вала.
Рис.7 Схема установки вала с использованием «плавающей» (левая) и «фиксирующей» (правая) опор с шарикоподшипниками сферическими