Материал: atlas_01_02

Раздел III

ДЕТАЛИ ПЕРЕДАЧ

ПОЯСНЕНИЯ К ЛИСТАМ

ВАЛЫ И ОСИ. ЛИСТЫ 304...328

Валы предназначены для поддержания вращающихся деталей и передачи крутящего момента. Оси предназначены для поддержания вращающихся или качающихся деталей (крутящий момент не передают).

Лист 304. Классификация валов и осей. Валы разделяют:

1)по назначению: на валы передач, валы вспомогательных механизмов и коренные валы;

2)по форме оси: с прямой осью, коленчатые и с изменяемой осью (телескопические и гибкие);

3)по конфигурации: на гладкие, ступенчатые и шлицевые. Оси разделяют:

1)по назначению: на оси транспортных и подъемно-транспорт ных машин и оси передач (зубчатых, ременных и др.);

2)по условиям работы: на вращающиеся и невращающиеся.

Лист 305. Элементы валов и осей (концы валов). Концы валов

иосей под подшипники скольжения могут быть гладкими цилиндрическими (рис. 1,а), цилиндрическими с буртом (рис. 1,6) и реже коническими. Концы валов под подшипники качения и ступицы выполняют: цилиндрическими гладкими (для ступиц, рис. 2, а), цилиндрическими шлицевыми, цилиндрическими с креплением насаживаемых деталей и внутренней резьбой под один или два винта (рис. 2, б) или наружной резьбой для гайки (рис. 2, в), а также коническими с креплением деталей внутренней резьбой (рис. 3,а) или наружной резьбой (рис. 3,6). Концы валов (специальные) могут быть выполнены в виде полумуфт (рис. 4).

Концы валов цилиндрические диаметром 16... 180 мм даны в соответствии с ГОСТ 12080—66, концы валов конические диаметром

12...125 мм—ГОСТ 12081—72.

Лист 306. Элементы осей и валов (переходные участки). Выбор оптимальной формы переходного участка и радиусов галтелей имеет большое значение (с точки зрения циклической прочности валов

и технологии изготовления). Если основной критерий работоспособности валов — прочность, то форма переходных участков подчинена условиям прочности, а если — жесткость (в частности, у валов коробок скоростей и других валов вблизи концевых опор с малыми изгибающими моментами), то — технологическим требованиям.

Лист 307. Оси зубчатых и ременных передач. Оси передач делят на вращающиеся (консольные и двухопорные) и неподвижные. Неподвижные оси имеют меньшие габариты, а вращающиеся обеспечивают лучшее направление деталей. Наиболее просты консольные неподвижные оси, применяемые при малых нагрузках.

Лист 308. Валы редукторов одноконсольные. На листе приведены промежуточные (рис. 1, 2), выходные (рис. 3), входные (рис. 4, 5, 6 и 7) валы с одним консольным концом.

Валы редукторов выполняются ступенчатой формы с выточками для шлифовального круга или с галтелями без выточек. Выходные концы валов могут быть цилиндрическими или коническими. В последнее время часто применяют концы валов конической формы, так как при закаленных колесах шпоночные соединения на цилиндрических выходных и входных концах валов оказываются перенапряженными. При коническом конце вала можно создать требуемую посадку без повреждения подшипников.

Зубчатые колеса малых диаметров изготовляют как одно целое с валом.

Лист 309. Двухконсольные валы редукторов. На листе приведены входные валы с двумя консолями с цилиндрическими выходными концами валов (рис. 1, 2) и с коническими (рис. 3, 4). Зубчатые колеса выполнены заодно с валом. Зубчатые колеса могут быть насадными, если позволяет диаметр вала (рис. 5). Выходные валы иногда имеют две консоли (рис. 6) для обеспечения передачи момента двум параллельно работающим механизмам.

Лист 310. Валы коробок передач со шпонками. На листе приведены:

валы со шпонками для непередвижных зубчатых колес, для передвижных зубчатых колес и комбинированные валы.

Валы со шпонками для передвижных зубчатых колес применяют только в недостаточно оснащенном производстве. На рис. 4 показаны способы осевого фиксирования колес на валах.

Лист 311. Валы коробок передач шлицевые. На листе приведены

шлицевые валы для передвижных зубчатых колес, для непередвижных зубчатых колес и комбинированные, а также шпоночношлицевые валы, в которых участки со шпонками предназначены для непередвижных зубчатых колес, а шлицевые участки—для передвижных.

Лист 312. Трехопорные валы. Для уменьшения прогибов и изгибающих моментов длинные валы выполняют многоопорными. На листе приведены конструкции трехопорных валов коробок передач.

Чтобы избежать протягивания кольца подшипника по шлицевому участку вала с натягом и обеспечить необходимую посадку внутреннего кольца подшипника, в шлицевых валах под промежуточ-

ный подшипник обычно ставят переходную втулку. Осевую фиксацию длинных валов осуществляют преимущественно в одной опоре (рис. 1) или в двух смежных опорах (рис. 2, 3).

Лист 313. Соосные валы коробок передач и редукторов. Для уменьшения числа расточек в корпусах коробок передач и редукторов, а также для уменьшения габаритов узла в поперечном направлении часто проектируют механизмы с соосными валами.

На рис. 1 показаны соосные валы коробки передач токарновинторезного станка, на рис. 2 — автомобильной коробки передач, на рис. 3 — выходной и входной валы редуктора.

При соединении соосных валов напрямую опоры одного вала располагают в расточках другого вала или в корпусе муфты, посаженной на вал. Для соединения соосных валов в коробках передач применяют зубчатые муфты (рис. 1, 2).

Лист 314. Соосные валы редукторов. Для уменьшения осевых габаритов редукторов, устранения или уменьшения размеров опоры

вкорпусе применяют расположение подшипника одного вала

врасточке другого (рис. 1); применяют стаканы для установки подшипников входного и выходного валов (рис. 2, 3, 5); устанавливают подшипники в расточке колеса тихоходной ступени, при применении двухконсольного тихоходного вала (рис. 4).

Листы 315, 316, 317. Валы барабанов и звездочек. Валы барабанов и звездочек выполняют обычно ступенчатой формы (листы 315. 317), для облегчения можно применять трубчатые сварные валы (рис. 1, лист 316). Барабаны можно изготовлять с короткими цилиндрическими цапфами, приваренными к дискам (лист 316, рис. 2).

Самоустанавливающиеся подшипники применяют в качестве опор валов барабанов и звездочек из-за несоосности корпусов подшипников, возникающей в процессе их изготовления или монтажа.

Листы 318, 319, 320. Гибкие проволочные валы силовых передач.

Гибкие валы предназначены для передачи вращения валам, взаимное расположение которых в пространстве меняется. Гибкий вал состоит из ряда последовательно навитых один на другой слоев проволоки

(лист 318).

Гибкий вал работает в броне ( ленточной БЛ, ленточной с внутренней спиралью БЛС) (лист 319). Броня воспринимает усилие, действующее на вал, удерживает смазку, предохраняет от загрязнения и повреждения вал, защищает обслуживающий персонал от захвата валом.

Для соединения гибкого вала с валами привода и рабочей машины служат наконечники, установленные в арматуре на опорах скольжения или качения (лист 320).

Лист 321. Нормальные диаметры и длины. Чтобы ограничить номенклатуру режущего и мерительного инструмента, следует назначать диаметры, длины и конусности валов из нормальных рядов. Нормальные диаметры и длины в машиностроении

(1 ... 10 000 мм) даны по ГОСТ 6636—69.

Лист 322. Нормальные конусности. Даны конусности гладких

конических элементов деталей и примеры их применения — согласно ГОСТ 8593—81 (СТ СЭВ 512—77).

Конические посадочные поверхности валов дают хорошее центрирование деталей, частично разгружают шпонку от передачи крутящего момента и облегчают установку детали на вал.

Лист 323. Отверстия центровые. Отверстия центровые с углом конусности 60 даны по ГОСТ 14034—-74. Центровые отверстия формы С без предохранительного конуса применяются: 1) в изделиях, после обработки которых необходимость в центровых отверстиях отпадает; 2) в изделиях, которые подвергаются термообработке до твердости, гарантирующей сохранность центровых отверстий в процессе эксплуатации. Центровые отверстия формы Е имеют предохранительный конус и применяются в изделиях, в которых центровые отверстия являются базой для повторного или многократного использования, а также в случаях, когда центровые отверстия сохраняются в готовых изделиях. Центровые отверстия формы R с дугообразной образующей применяются для обработки изделий повышенной точности. Центровые отверстия формы Е с метрической резьбой без предохранительного конуса и формы Н с предохранительным конусом применяются в валах с креплением деталей по центру вала для монтажных работ, транспортирования, хранения и термообработки деталей в вертикальном положении.

Листы 324, 325. Кольца установочные. Установочные кольца применяют для фиксирования от осевых перемещений свободно вращающихся деталей, реже деталей, установленных на шпонках. Кольца по ГОСТ 2832—77 с креплением стопорными винтами применяют при малых нагрузках. Кольца по ГОСТ 3130—77 со штифтовым креплением применяют при больших нагрузках (но при этом ослабляется вал). Разъемные кольца применяют, когда осевой монтаж затруднен.

Лист 326. Осевое закрепление осей. Оседержатели с торцовым креплением двумя винтами даны по нормалям подъемно-транспорт- ных машин. Представлены варианты закрепления осей штифтом и установочными винтами.

Листы327, 328. Примеры оформления рабочихчертежейвалов. Даны рабочие чертежи гладкого и шлицевого валов.

ОПОРЫ СКОЛЬЖЕНИЯ. ЛИСТЫ 329...349

Опоры скольжения применяют в машинах с большими динамическими и статическими нагрузками, при повышенных требованиях к стабильности и точности положения оси вращающегося вала, при работе с особо большими скоростями скольжения (в газовых и электромагнитных подшипниках), при необходимости разъема опор, при работе опор в условиях агрессивных сред, особо высоких температур и при необходимости употребления специальных смазочных материалов (например, газов и жидких металлов).

Листы 329, 330. Классификация опор скольжения. Опоры клас-

сифицируют по способу образования сил, воспринимающих действующие на опору нагрузки (гидродинамические, гидростатические, газовые, электромагнитные), по направлению воспринимаемой опорой нагрузки, по числу несущих масляных (газовых) слоев (клиньев). Принцип работы электромагнитных подшипников см. лист 349.

Листы 331, 332. Подшипники скольжения разъемные. Применяют в неответственных узлах трения при малых скоростях скольжения и малых удельных нагрузках при необходимости установки вала на опоры сверху. Смазывание осуществляется пластичными смазочными материалами с помощью колпачковых масленок или жидкими маслами с помощью капельных масленок. Вкладыши устанавливают

вкорпусе с небольшим натягом. В осевом направлении вкладыши фиксируются буртами. Крышку подшипника крепят к корпусу болтами. Разъем расположен в горизонтальной или наклонной плоскости.

Лист 333. Втулки подшипниковые цельные. Толстостенные цель-ные втулки (гладкие цилиндрические или с буртом) выполняют целиком из чугуна, бронзы или из иных антифрикционных сплавов.

Втулки биметаллические (цельные или разъемные, гладкие или с буртами) состоят обычно из относительно толстой стальной цилиндрической основы, на внутреннюю поверхность и на торцы которой нанесен тонкий антифрикционный слой. Размеры их, как правило, нормализированы. Смазываются жидкими или пластичными смазочными материалами в зависимости от условий работы. Изготавливаются централизованно. Находят широкое применение

вузлах трения машин многих типов.

Лист 334. Втулки подшипниковые разъемные. Тонкостенные разъемные втулки выполняют из специальной биметаллической стальной ленты с тонким антифрикционным (обычно баббитовым) слоем. Устанавливаются втулки в корпусе с небольшим натягом, от проворота удерживаются специальными выступами. Смазываются жидкими маслами, подаваемыми под давлением. Изготовляются централизованно. Применяются в узлах трения двигателей внутреннего сгорания и других машинах.

Лист 335. Втулки подшипниковые. Форма рабочих поверхностей.

Легко- и средненагруженные втулки выполняют с цилиндрическими рабочими поверхностями. Смазочный материал подается с двух сторон в канавки, расположенные посредине втулки в плоскости. перпендикулярной действию нагрузки. Для большей технологичности и улучшения условий поступления масла в рабочую зону маслозаборные канавки выполняют радиусными со слегка скругленными кромками.

Тяжелонагруженные втулки имеют цилиндрическую форму рабочих поверхностей и глубокие карманы, у которых для обеспечения надежного жидкостного трения делают на входе и выходе специальные маслозаборные скосы. Кроме обеспечения смазочным материа-

лом рабочей зоны карманы способствуют охлаждению шейки вала,

отводя тепло в протекающее масло.

Особо тяжелонагруженные подшипники имеют расточку из двух взаимно смещенных в разные стороны центров.

Высокооборотные тяжелонагруженные подшипники для подавления самовозбуждающихся колебаний валов имеют «лимонную» расточку, выполняемую из двух взаимно всгречносмещенных центров. Смазывание непрерывное под давлением.

Лист 336. Втулки подшипниковые. Крепление антифрикционных слоев. Антифрикционные слои из бронз и баббитов наносят методом центробежной заливки на предварительно, тщательно очищенные, обезжиренные и лишенные оксидной пленки поверхности втулки. Для более надежного крепления на внутренней поверхности втулок делают кольцевые пазы со скосами, удерживающими антифрикционный слой. Внутреннюю цилиндрическую поверхность втулок выполняют обычно с грубой обработкой (Rz = 40...26 мкм) или даже в виде поверхности с мелкой резьбой. В местах разъема для удержания антифрикционных слоев иногда предусматривают продольные пазы со скосами, как это показано на листе 335.

Пластмассовые слои наносят обычно прессованием (рис. 2, в) на тщательно очищенные внутренние поверхности втулок, обработан-

ные с Rz = 40...20 мкм.

Возможно крепление антифрикционных пластмассовых слоев с помощью специальных клеев или на посадке (рис. 2,а, б). С целью сохранения размеров и формы отверстий пластмассовых втулок при их нагреве в антифрикционных слоях втулок делают специальные компенсационные продольные пазы для деформирующихся участков втулок.

Листы 337, 338. Подшипники шпинделей металлорежущих станков.

Одним из основных требований, предъявляемых к этим подшипникам, является обеспечение стабильности положения оси вращающегося шпинделя. Поэтому подшипники работают с минимально допустимыми диаметральными зазорами, минимальными толщинами несущих масляных слоев.

Гидродинамический одноклиновой подшипник относительно низкооборотного шпинделя токарного станка, выполненный в виде втулки (рис. 1). смазывается с помощью фитиля или под давлением от масляного засоса. Регулирование зазора осуществляется осевым перемещением конической втулки 1 при вращении резьбовой гайки 2, расположенной переднего конца шпинделя.

Многоклиновой гидродинамический подшипник, выполненный в виде втулки / с наружной сферической поверхностью и цилиндрической рабочей поверхностью, разделенной на узкие участки продольными канавками, изображен на рис. 3. Наличие сферы гарантирует самоустановку подшипника при сборке строго по оси шпинделя. Надрезы на наружной поверхности втулки обеспечивают возможность упругой деформации втулки и регулирования диаметрального зазора осевым перемещением конических колец 2 с помо-