Материал: atlas_01_02

подшипника. Излишний натяг посадки опасен, гак как внутренний натяг (отсутствие зазора между кольцами и телами качения), появившийся в результате посадки или температурных деформаций колец, приводит к повышению сопротивления вращению и может вызвать защемление тел качения, если внешняя радиальная нагрузка не обеспечивает образования зазора между телами качения и кольцами в разгруженной зоне. Чем больше частота вращения подшипника, тем менее плотной должна быть посадка.

Выбор посадки для случая циркуляционного нагружения следует производить на основании расчета.

При колебательном нагружении колец применяют посадки js и Js.

Лист 376. Технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. На листе приведены выдержки из ГОСТ 3325 85, относящиеся в основном к подшипникам класса точности 0.

Допуски торцового биения заплечиков валов и корпусов, допуски формы посадочных поверхностей, допускаемые углы взаимного перекоса колец подшипников, допуски соосности посадочных поверхностей и требования к шероховатости посадочных поверхностей предназначены для использования при выполнении рабочих чертежей деталей.

Лист 377. Корпуса подшипников качения. Корпуса подшипников качения по ГОСТ 13218.1—80 —ГОСТ 13218.10—80 разделяются на типы (неразъемные и разъемные) и серии (ШМ, УМ, ШБ, УБ, РШ и РУ). Буквы, входящие в обозначение корпусов, означают: Ш — широкая серия; У — узкая серия; М—корпус для малой нагрузки, действующей от опоры (при действии к опоре допускается большая нагрузка); Б — корпус для большой нагрузки, действующей от опоры; Р—корпус разъемный. Неразъемные корпуса могут воспринять нагрузки любого направления в плоскости, перпендикулярной оси вращения вала. Разъемные корпуса могут воспринимать нагрузки, действующие в направлении опоры, и горизонтальные.

На листе 377 приведены выдержки из ГОСТов, относящиеся к корпусам неразъемным серий ШМ с диаметрами отверстий 47...150 мм. Эти корпуса предназначены для шарико- и роликоподшипников радиальных сферических двухрядных (самоустанавливающихся), в том числе и для подшипников с закрепительными втулками. Корпуса бывают двух исполнений, отличающихся между собой только площадью опоры. Корпуса первого исполнения имеют уменьшенную площадь опоры за счет выемки длиной /. Корпуса второго исполнения (без выемки) имеют увеличенную площадь опоры.

Корпуса первого исполнения предназначены:

а) для нагрузок, имеющих произвольное направление в плоскости, перпендикулярной оси вращения вала, при установке корпуса на необработанной поверхности;

б) для нагрузок, направленных от опоры при установке корпуса на обработанной поверхности.

Корпуса второго исполнения предназначены для нагрузок, напра-вленных к опоре при установке корпуса на обработанной поверхности.

Роликоподшипники следует устанавливать только в корпусе второго исполнения.

Лист 378. Крышки торцовые диаметром 47...100 мм корпусов подшипников качения. На листе приведены выдержки из ГОСТ 13219.1—81 ГОСТ 13219.17 81, относящиеся к крышкам торцовым

сманжетным уплотнением низким, предназначенным для герметизации подшипникового узла, осевой фиксации вала и восприятия осевой нагрузки. Низкие крышки предназначены для опор, в которых внутреннее кольцо подшипника закреплено без помощи гайки.

ВГОСТах приведены также данные по крышкам торцовым глухим (без отверстия). Как крышки с манжетным уплотнением, так

икрышки глухие по ГОСТам могут иметь высоту Н большую, чем у низких крышек. Средние крышки применяют в опорах валов

сустановкой внутреннего кольца на закрепительной втулке. Высокие крышки применяю! в опорах валов, в которых внутреннее кольцо подшипника закреплено при помощи гайки, и устанавливаются со стороны гайки.

МУФТЫ ПРИВОДОВ. ЛИСТЫ 379...464

Муфты приводов предназначены для соединения двух валов (или валов со свободно сидящими на них деталями) и передачи вращающего момента.

Лист 379. Классификация муфт. На листе приведена клас- сификация муфт, в основу которой положена рекомендация СЭВ PC 2201—69.

Согласно классификации муфт по функционально-констру- ктивному признаку установлены классы, группы, подгруппы и виды муфт.

Класс нерасцепляемых муфт включает муфты с постоянным соединением валов, допускающие разъединение валов только путем полной или частичной разборки муфты.

Класс управляемых муфт включает сцепные муфты, которые с помощью специального управляющего элемента допускают соединение и разъединение полумуфт.

Класс самодействующих муфт охватывает сцепные муфты,

включение или выключение которых происходит автоматически в результате изменения заданного рабочего режима.

Класс специальных муфт включает муфты, не охватываемые предыдущими классами.

К механическим муфтам относятся муфты, в которых в качестве соединительного элемента используются твердые упругие и эластомерные упругие материалы.

Вгидродинамических муфтах функции соединительного элемента выполняет жидкость и вращающий момент передается гидродинамическими силами кругового потока жидкости.

Кэлектромагнитным муфтам сцепления относят муфты, в которых замыкание фрикционных поверхностей осуществляется с помощью электромагнитных полей.

Кэлектромагнитным муфтам скольжения относят муфты, в которых полумуфты соединяются силами электромагнитных полей.

Впрактике машиностроения также применяют комбинированные муфты, сочетающие в одном блоке муфты различных типов, например, упругие и предохранительные, обгонные и компенсирующие, сцепные и компенсирующие и др.

Листы 380, 381. Ступицы полумуфт. Крепление полумуфт на концах валов. Основные формы и виды ступиц полумуфт представ-лены на рис. 1 и 2. Для определения размеров ступиц при проектировании рекомендуется использовать данные, приведенные на листе, а также размеры ступиц муфт, изготовляемых по ГОСТу и нормалям (например, упругих втулочно-пальцевых — по ГОСТ 21424—75, зубчатых —по ГОСТ 5006—83 и др.).

Удобство монтажа, обслуживания и надежность работы муфты во многом зависят от посадки и способа закрепления ступицы полумуфты на валу. Наибольшее распространение получили соединения полумуфт с валами цилиндрической формы с помощью шпонки, реже, шлицев. Самое простое соединение (лист 381, рис. 7) —посадка полумуфты на вал с натягом — обеспечивает необходимое центрирование вала и ступицы и предохраняет от осевых перемещений без дополнительных устройств. Однако осуществить посадку с натягом полумуфты на выступающий конец вала (двигателя, редуктора, барабана и т. п.) затруднительно. Последующие неизбежные разбор- ки-сборки соединения вызывают потерю натяга и деформацию посадочных поверхностей вала и ступицы, что ограничивает их дальнейшее использование.

На листе 381 показаны различные способы осевого закрепления ступиц на валах. Они допускают применение более слабых посадок на валы. Наиболее надежные из них изображены на рис. 1...4. При правильном конструировании и технологическом выполнении устройств, показанных на рис. 5...7, также можно получить достаточно надежное и точное соединение.

Конические соединения ступиц с валом несколько сложнее

визготовлении, но более совершенны, так как обеспечивают хорошее центрирование ступицы на валу, высокую плотность в контакте и легкую многократную сборку и разборку.

Лист 382. Соединения бесшпоночные. На рис. 1 показаны соедине-

ния двух валов (рис. 1, б) и ступицы с валом (рис. 1,6) упругой гофрированной тонкостенной втулкой, размещенной в специальной кольцевой выточке ступицы или вала. При запрессовке ступицы на вал (рис.1,в) волнообразные гофры рубашки равномерно обжима - ются, в результате чего по линии их контакта с валом и ступицей

создаются силы трения, обеспечивающие передачу вращающего момента и осевой силы с вала на ступицу.

В табл. к рис. 1 приведены габаритные размеры муфт для валов диаметром 10...40 мм, а также значения коэффициента К для определения длины рубашки в зависимости от диаметра вала и действующих в нем напряжений кручения.

Способ установки ступицы муфты на вал с помощью тонкостенной конической втулки показан на рис. 2. На цилиндрический вал насаживают с малым зазором коническую (конусность 1:30... 1:50) тонкостенную втулку. Между валом и втулкой, а также втулкой

иступицей создается соединение, подобное соединению с натягом. В ступице имеются отверстия для подачи масла под высоким давлением в полость между втулкой и ступицей. Масло просачивается от кольцевых канавок к ступице по всей поверхности контакта

иравномерно расширяет ступицу по диаметру. В таком состоянии ступицу легко снять со втулки или, наоборот, продвинуть дальше для увеличения натяга. На рис. 3 показана конструкция торцового зубчатого соединения двух валов. Вал, собранный из отдельных частей, воспринимает и передает вращающие и изгибающие моменты, а также осевые и перерезывающие силы, как целый вал. Соединение не выходит за габариты самого вала и используется, например, для коленчатых валов с подшипниками качения на его шейках. На рис. 3,в представлены конструктивные исполнения торцовых зубьев, а в табл. к рис. 3 приведены их параметры.

Лист 383. Соединение валов бесшпоночное. Передает вращающий Т

иизгибающий М моменты, а также осевую силу F. Достоинства: высокое сопротивление усталости, простота сборки и разборки, возможность осевых перемещений валов перед сборкой, малый дисбаланс. Tсум — максимальный вращающий момент, передаваемый соединением при отсутствии изгибающего момента и осевой силы. При этом коэффициент трения между соединительной втулкой

ивалами принят 0,15. Если помимо вращающего момента соединение нагружено изгибающим моментом и осевой силой, то вращающий момент определяется по формуле, представленной на листе. Т3,— момент затяжки винтов, обеспечивающий передачу соединением момента ТЕ. При dw>=340MM винты располагаются по двум окружностям: диаметр дополнительной окружности равен А + 60 мм.

Перед сборкой концы валов и отверстие соединительной втулки обезжиривают. Предварительной затяжкой винтов внешние кольца сажают на конусы, обеспечивая отсутствие перекосов и взаимную параллельность стягиваемых колец. Затем болты затягивают моментом Тзав. При необходимости соединения могут иметь размеры, отличающиеся от приведенных.

Лист 384. Муфты глухие. Муфты фланцевые по ГОСТ 20761 — 80 (рис. 1) применяют для соосных валов при передаче вращающего момента от 1,6 до 4600 даН • м и окружной скорости на наружном диаметре до 70 м/с стальными муфтами и от 0,8 до 2240 даНм

иокружной скорости до 35 м/с -чугунными

Вгидродинамических муфтах функции соединительного элемента выполняет жидкость и вращающий момент передается гидродинамическими силами кругового потока жидкости.

Кэлектромагнитным муфтам сцепления относят муфты, в которых замыкание фрикционных поверхностей осуществляется с помощью электромагнитных полей.

Кэлектромагнитным муфтам скольжения относят муфты, в которых полумуфты соединяются силами электромагнитных полей.

Впрактике машиностроения также применяют комбинированные муфты, сочетающие в одном блоке муфты различных типов, например, упругие и предохранительные, обгонные и компенсирующие, сцепные и компенсирующие и др.

Листы 380, 381. Ступицы полумуфт. Крепление полумуфт на концах валов. Основные формы и виды ступиц полумуфт представ-лены на рис. 1 и 2. Для определения размеров ступиц при проектировании рекомендуется использовать данные, приведенные на листе, а также размеры ступиц муфт, изготовляемых по ГОСТу и нормалям (например, упругих втулочно-пальцевых — по ГОСТ 21424—75, зубчатых —по ГОСТ 5006—83 и др.).

Удобство монтажа, обслуживания и надежность работы муфты во многом зависят от посадки и способа закрепления ступицы полумуфты на валу. Наибольшее распространение получили соединения полумуфт с валами цилиндрической формы с помощью шпонки, реже, шлицев. Самое простое соединение (лист 381, рис. 7) — посадка полумуфты на вал с натягом — обеспечивает необходимое центрирование вала и ступицы и предохраняет от осевых перемещений без дополнительных устройств. Однако осуществить посадку с натягом полумуфты на выступающий конец вала (двигателя, редуктора, барабана и т. п.) затруднительно. Последующие неизбежные разбор- ки-сборки соединения вызывают потерю натяга и деформацию посадочных поверхностей вала и ступицы, что ограничивает их дальнейшее использование.

На листе 381 показаны различные способы осевого закрепления ступиц на валах. Они допускают применение более слабых посадок на валы. Наиболее надежные из них изображены на рис. 1...4. При правильном конструировании и технологическом выполнении устройств, показанных на рис. 5...7, также можно получить достаточно надежное и точное соединение.

Конические соединения ступиц с валом несколько сложнее

визготовлении, но более совершенны, так как обеспечивают хорошее центрирование ступицы на валу, высокую плотность в контакте и легкую многократную сборку и разборку.

Лист 382. Соединения бесшпоночные. На рис. 1 показаны соедине-

ния двух валов (рис. 1, а) и ступицы с валом (рис. 1,6) упругой гофрированной тонкостенной втулкой, размещенной в специальной кольцевой выточке ступицы или вала. При запрессовке ступицы на вал (рис. 1,в) волнообразные гофры рубашки равномерно обжимаются, в результате чего по линии их контакта с валом и ступицей

создаются силы трения, обеспечивающие передачу вращающего момента и осевой силы с вала на ступицу.

В табл. к рис. 1 приведены габаритные размеры муфт для валов диаметром 10...40 мм, а также значения коэффициента К для определения длины рубашки в зависимости от диаметра вала и действующих в нем напряжений кручения.

Способ установки ступицы муфты на вал с помощью тонкостенной конической втулки показан на рис. 2. На цилиндрический вал насаживают с малым зазором коническую (конусность 1:30... 1:50) тонкостенную втулку. Между валом и втулкой, а также втулкой и ступицей создается соединение, подобное соединению с натягом. В ступице имеются отверстия для подачи масла под высоким давлением в полость между втулкой и ступицей. Масло просачивается от кольцевых канавок к ступице по всей поверхности контакта и равномерно расширяет ступицу по диаметру. В таком состоянии ступицу легко снять со втулки или, наоборот, продвинуть дальше для увеличения натяга. На рис. 3 показана конструкция торцового зубчатого соединения двух валов. Вал, собранный из отдельных частей, воспринимает и передает вращающие и изгибающие моменты, а также осевые и перерезывающие силы, как целый вал. Соединение не выходит за габариты самого вала и используется, например, для коленчатых валов с подшипниками качения на его шейках. На рис. 3,в представлены конструктивные исполнения торцовых зубьев, а в табл. к рис. 3 приведены их параметры.

Лист 383. Соединение валов бесшпоночное. Передает вращающий Т и изгибающий М моменты, а также осевую силу F. Достоинства: высокое сопротивление усталости, простота сборки и разборки, возможность осевых перемещений валов перед сборкой, малый дисбаланс. Тсум — максимальный вращающий момент, передаваемый соединением при отсутствии изгибающего момента и осевой силы. При этом коэффициент трения между соединительной втулкой и валами принят 0,15. Если помимо вращающего момента соединение нагружено изгибающим моментом и осевой силой, то вращающий момент определяется по формуле, представленной на листе. Т3 — момент затяжки винтов, обеспечивающий передачу соединением момента ТЕ. При dw >= 340 мм винты располагаются по двум окружностям: диаметр дополнительной окружности равен А + 60 мм.

Перед сборкой концы валов и отверстие соединительной втулки обезжиривают. Предварительной затяжкой винтов внешние кольца сажают на конусы, обеспечивая отсутствие перекосов и взаимную параллельность стягиваемых колец. Затем болты затягивают моментом Тзав. При необходимости соединения могут иметь размеры, отличающиеся от приведенных.

Лист 384. Муфты глухие. Муфты фланцевые по ГОСТ 20761—80 (рис. 1) применяют для соосных валов при передаче вращающего момента от 1,6 до 4600 даНм и окружной скорости на наружном диаметре до 70 м/с стальными муфтами и от 0,8 до 2240 даН • м и окружной скорости до 35 м/с — чугунными.

Лист 387. Муфты цепные и зубчатые. Основными частями цепной муфты являются две звездочки-полумуфты; цепь, охватывающая одновременно обе звездочки, и защитный кожух, заполненный маслом.

Боковой и радиальный зазоры между цепью и звездочками обусловливают компенсирующие свойства муфты. Разъемная конструкция цепи и кожуха удобна для монтажа.

На рис. 1 показаны цепные муфты по ГОСТ 20742—81 с однорядной цепью. Посадка на вал со шпонкой. Цепные муфты с посадкой на шлицевой вал сохраняют конструктивное исполнение и габаритный размерный ряд. Муфты допускают угловое смещение валов до 1°, радиальное смещение от 0,16 до 0,7 мм. Не рекомендуется применять муфты при реверсивном движении.

Материал полумуфт — сталь 45 по ГОСТ 1050—74 с закалкой зубьев до твердости 40...45 HRC3. Профиль зубьев берется по ГОСТ 591—69. Материал кожуха — алюминиевые сплавы марок АЛЗВ, АЛ5В и АЛ9В по ГОСТ 2685—75.

При сборке муфты на зубья звездочек и звенья цепи наносится консистентный смазочный материал — солидол Л по ГОСТ 1033—73.

При номинальном вращающем моменте до 1000 Н • м и частоте вращения до Юс"1 допускается применение муфт без кожуха.

На рис. 2 представлена муфта с двухрядной цепью фирмы Renold. Зубчатая муфта Bowex фирмы Kupplungstechnik (Германия) (рис. 3), имеющая стальные зубчатые венцы и пластмассовую обойму, выпускается в двух исполнениях. Благодаря сочетанию трущихся пар сталь — пластмасса муфта не требует смазывания и отличается быстроходностью. Муфта допускает осевое смещение валов мм, радиальное смещение 0,3...1,1 мм (большие значения для больших

муфт) и угловое смещение венца относительно обоймы Лист 388. Муфты шарнирные. Малогабаритные шарнирные муфты

по ГОСТ 5147—80 имеют два исполнения (рис. 1 и 2). Одинарная муфта (рис. 1) применяется при угловом смещении валов и допускает максимальное смещение до 45°. Сдвоенная муфта (рис. 2) применяется при угловом и радиальном смещении валов.

Крестовины муфт выполняют из сталей 40Х по ГОСТ 4543—71 (48...52 HRC3), вилки —из сталей 20Х по ГОСТ 4543—71 (56...62 HRC3), палец — из сталей 40Х (48...52 HRC3), втулки — из стали 40Х (48.„52 HRC3). Допускается изготовление этих деталей из других материалов с механическими свойствами не ниже, чем у указанных

Неравномерности вращения ведомого вала можно избежать применением двух муфт (рис. 2), расположенных так, чтобы оси ведущего и ведомого валов составляли одинаковые углы с промежуточным валом и располагались в одной плоскости; вилки на обоих

концах промежуточного вала должны быть расположены в одной

плоскости.

Неравномерности вращения можно избежать также применением синхронной шарнирной муфты (рис. 4). Применяя сепаратор, положение которого устанавливается делительным рычагом, получают расположение шариков в плоскости биссектрисы угла 180" — у (где у— угол перекоса валов). Число шариков в муфте- —6. Муфта допускает угол перекоса валов до 35".

Муфта с опорами скольжения (рис. 3) предназначена для передачи средних и больших вращающих моментов.

Листы 389, 390. Валы карданные. Карданные валы, применяющие-ся

вавтомобилях, представлены на рис. 1 и 2. Цапфы крестовин расположены в игольчатых подшипниках, что обеспечивает малые потери на трение, незначительный нагрев, малую утечку смазки. Иглы подшипников установлены без сепараторов, вилки имеют неразборные гнезда.

При радиальных усилиях нагружений торец крестовин упирается

вчашку, а чашка — в накладку. Уплотняющее устройство препятствует вытеканию смазки, выдавливанию ее наружу и попаданию внутрь воды и пыли.

Вупругом карданном валу фирмы Vulkan (Германия), приведенном на рис. 3, крутящий момент с ведущей полумуфты на ведомую передается через пакет резинометаллических элементов, сжатых

восевом направлении. Допускаемый угол перекоса +-15 . При номинальном моменте концы валов поворачиваются относительно друг друга на 8 , при максимальном моменте—на 30".

На листе 390 рис. 1 представлен карданный вал с крестовиной на игольчатых подшипниках с фиксацией чашки стопорным кольцом и уплотнением специальной конструкции. Напряженность на различных участках карданного вала неодинакова, поэтому отдельные детали изготовляются из различных материалов. Трубчатая часть изготовляется из малоуглеродистой стали 10. 15 или 20, а наконечники— из стали 40.

На листе 390 рис. 2 представлен универсальный шпиндель для приводов прокатного оборудования, разработанный ВНИИМЕТмашем. Шарнирная муфта шпинделя допускает перекос валов на 2...12'". Вилки шарниров изготовляют из стали 34ХНЗМ, промежуточный вал — из стали 45, оси шарниров — из стали 40ХМ. Шпиндели выпускаются четырех исполнений: L = (5...12)D), L = (4...12)D), L = (3...4) и L = (1,3...3)D). В таблице приведены данные для исполне-

ния с L = (5...12)D.

Лист 391. Упругие втулочно-пальцевые муфты (МУВП). Враща-

ющий момент передается пальцами и упругими втулками. ГОСТ 21424—75 устанавливает размерный ряд муфт; основные параметры (номинальный вращающий момент Ткр, предельную частоту вращения п, допускаемое смещение валов), габаритные и присоединительные размеры (d, D, L и l) приведены в табл. к рис. 1, 2. Полумуфты могут быть двух типов (с цилиндрическим и коническим отверстием

под вал) и двух исполнений (с длинными и короткими концами валов).

На рис. 1 и 3 приведена типовая конструкция муфты МУВП. Материал полумуфт — чугун марки СЧ — 21 по ГОСТ 1412—79.

Материал пальцев — сталь 45 по ГОСТ 1050—74 с твердостью 241...285 НВ. Материал упругих втулок — резина с пределом прочности не менее 80 МПа и твердостью 60...70 (по твердомеру ТМ2

ГОСТ 263—75).

На рис. 4 показана муфта МУВП, применяемая в подъемнотранспортном машиностроении. Одна полумуфта выполнена в виде тормозного барабана. Размеры муфт соответствуют ГОСТ 21424—75.

Лист 392. Муфты со звездочкой. Упругая муфта со звездочкой по ГОСТ 14084—76 (рис. 1). Материал звездочки — резина маслобензостойкая с пределом прочности не менее 8,0 МПа.

Материал полумуфт — сталь 35 по ГОСТ 1050—74 (для муфт с D = 32...53 мм) или чугун СЧ21 (для муфт с D = 53...166 мм).

Наибольшее допускаемое радиальное смещение осей 0,2 мм, угол перекоса 1 30'.

На рис. 2 показана муфта фирмы Pouille (Франция) с резиновой звездочкой, выпускаемой двух типов: поверхность лучей звездочки, соприкасающаяся с кулачками, очерчена по сфере (первоначальный контакт в точке); поверхность лучей звездочки, соприкасающаяся

скулачками, очерчена по цилиндру (первоначальный контакт по линии). Муфта со звездочкой первого типа допускает угловое смещение валов до 16 и нагрев звездочки до 90 С. Муфта со звездочкой второго типа допускает угловое смещение валов до 10 и нагрев звездочки до 80 С. При малых и средних окружных скоростях полумуфты изготовляют из серого чугуна, при больших — из стали.

Лист 393. Муфты с резиновым упругим элементом. На рис. 1

представлена пальцевая муфта с промежуточным резиновым диском по ГОСТ 25021—81. Особая форма диска и утолщения под пальцами обеспечивает оптимальное распределение напряжений в диске. На рис. 2 представлены муфты фирмы Pouille, упругие элементы которых изготовляют из резины в форме шаров или цилиндров. Муфты с шарами допускают угловое смещение валов до 16 ,

сцилиндрами—до 10 . Допустимый разогрев упругих элементов

60...90 С.

Пальцевая муфта с резинокордным диском Strqflex фирмы Poulstra (Франция) (рис. 3) отличается высокой несущей способностью. Муфта допускает осевое смещение валов 1...3 мм, радиальное— 0,1...1,0 мм, угловое—1,5" при длительном и 5...10 при кратковременном смещении валов. При действии номинального вращающего момента полумуфты поворачиваются на 2 .

Лист 394. Муфты с резиновыми упругими элементами. Муфты

(рис. 1) предназначены для привода ленточных конвейеров и других машин. Главные преимущества муфт — простота конструкции

-25 —