Проектирование опор вала передач (Т.И. Виляевская - МУ к выполнению домашнего задания "Проектирование опор вала передач" по курсу "Элементы приборных устройств")

Мосяовс кое ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени вь1сшее техническое училище имени Н. 3. Баумана Х. И. ВИЛЯЕВСКАЯ, Е. В. ВЕСЕЛОВА МЕТОДИЧГСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнениФ домаыието задании к Проев,'ирование опор вала передача еЭдемеиты нриборных устройствэ Татьяна йнвпонна Виляенская, Екатерина Восильевнэ Веселова Редактор Л.П.Кистанон корректор В.Т.Караовие Данные методические укзззния издзится в соотиетствии о учебныи планом. Рзссиотрены и одобрены кафедрой П-11 12/1-79 г., йтодической коиисаией факультета П и учебно-иетодическин упрзилениви. Рецензент к.т.н., доц.

В.А.Бауиан Заказ ~РМ Обмен ~ п.л+(1,9 уч.-иэд.л.) Тираж 15СО экэ, Бесила~но Подписано к печати 19.09 .79 г. План 1979 г.,п.152 . Ротапринт МВТУ. 107ао5, Москна1 Б-5, 2-я Вауизнскзя, 5 ° 1. Общиа снедая;:я о залах, осях и опорах Вращапщиеся и кзчавциеся злеиенты мааин и приборои ~иахо- Вики% Зубчатые колесэе икиныФ нулзчки и т.п, ) устананлинзются нз Валах или Осях устройстнз поддержкнащщие лалы и Оси и поест ранстне, обеспечинавщие иы ноэиокность изданного относительного длижеяия или персивщсния, воспринииащщие действующие нз них нагрузки, назылзются подыипннкзии. Подиипники и охватынзеыая иии часть взла или оси назыизвтся опораыи.

Взибольшее распространение получилп опоры, выполненные э ~орие одцоподлиикой эра 'зтельиой кикецзтической пары, работающей н условиях трения качения или скольжения. Валы и оси (рис.1) ииеит аналогичную Форму и общуи Функцю поддеркинать сионтиронщнные на них элементы Балы переднВт Вдоль слоеи гесиетричаскои Оси НОзщапщии момент ~ ~~.О ~ 3 больаиястне случаен они нагрукены крутящими Й„„ и иэгибавщиии М„ иоивнтаыи и поперечныии силзии. Оси не передают полезного крутящего иоментз. Обычно они подвеРгаатся позде"сгнию изгибающих иоиентов и не учитынззиых при Расчетах крутящих иоиентон от оил трения. Оси ныполнявтся нрзщающииися или неподвижныии.

Рис.1. Конструкция в расчетная схеиа нала По гвоиетрической ~орие залы подразделяются нз пряные (гладкие или ступенчатые), коленчатые и гибкие. Оси обычно делзат пряиыии. Сечение валов и осей ныполнявтся сплоиныи, режа полни, Опорные, конценые участки эзлюн и осей, нходящпе в под- шипники, изэынаатся цап4зчи или иипеии. Прп не.; тикальнои рас- ПОЛОКЕЯИП ОПОРЫ ЦППРа Нааиизатон Питой, а ПОДЩИПНИК - ПОДПЯт- 5 инком. Валы передеч несут зубчатые, черзячные коласа, черзяки и т.п. (рнс. 1), силы, зозникэющие при работе передач, з общем случае можно предстазить з киде трех состазляющих, дзе иэ КОТОРЫХ ПО ОТНОШЕНИЮ К ЗЕЛУи ЯЗЛЯЮтСЯ РЗДИЕЛЬНЫМИ, тРЕ~ЬЯ- осезоИ. Обычно нагрузки по длине зала распредалены неразномерно (рис.

2). Крутящие иоиенты передаются не по зоей длине зала» Впюры иэгиб6ющих моыентоз сходятся к кулю либо к концезым опорам, либо к концам зилОВ, нерэзномерность распределения нзгрузок по длине, 8 тэкк6 необходимость Выполнения требозэник раино- прочности конс~рукции - одне иэ причин применения ступенчатых валов. Такая Форма ЗаЛОВ УДОбка З ИЗГОТОЗЛЕПИИч сборке и работе. для облегРкс,2. Вал ступенчатый чения посадки деталей нз залы торцы последних имеют Фески.

Уступы ступенчатого зала должны иметь размеры достаточные для того, чтобы финсирозэть устанозленные на валу элементы, например, подшипники, а также зосприниыать зозникающие при работе конотрукцин осезые силы. Лля умекыекия концентрации непряжений избегают резких переходоз от одного диаметра к другому. Применяются округления, галтельные или конические переходы, разгрузочные кэназни и т.п, Цапфы залоз чаще Всего иыполняются цилиндрическими, Конические цапфы применяются для регулирозаиия зазора з подшипниках и ооезой фиксации залэ. С$ерические цапфы используют~я при необходимости зэа пйэльных углозых смещений оси зала. Материалы 36лоз и Осей должны быть прочнымм1 легко Обрабнтызэеиыыи с зыооким модулем упругости и по воэможности недорогими механические характеристики мэтериэлоз закон и осей даны ъ табл. 1.

Критерии работоспособности и расчет залоз Валы и Вращающиеся оси прн работе испытызают циклически изменяющиеся напряжения. Оснсзные критерии их работоспособности - усталостная прочность (Вын".слизость) и ж сткость» ПРИ ПРОСТСИШИХ РЭСЧЕТЭХ ИСХОДЯТ ИЭ ТОГО» Что ДСТЭЛ','",в Ус тановленные на колах, передают последили силы и моменты яа середине слоей ширины (рнс. 1 ). Это сечение прпнимеется за рас- ЧатяОЕ. ОСНОВНЫЕ раСЧЭтНЫЕ СИЛОЗЫЕ ЧЭКТОри - Крутя' ИЕ М.;И Й л и8гибэющие моментыч Влияние рэстягизающих и слимающих сил Обычно незелкко.

В большинство случаев оно не учитызается. ЛОСТЗТОЧНО ТОЧНМК ЯЗЛЯЕток ТОЛЬКО ПРОЗЕРОЧНЫЧ ПЗСЧЕТ Зала. Его проиэзоднт на усталостную и статичооную прочность, на ж6сткость и колебания после оезработки койструкйни зеле. ~~у предшествует предзарительныя, проектный расчет, позволяющий раэреботэть эту конструкцию. в1РОЕНТНЫГи РЭСЧЕТ Зада ПРРИЗЗОДИТСЯ НЭ СТСТИЧЭСНУЮ ПРОЧ- КОсть ДЛЯ ОРИЕНТ~»РОЗОЧНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕГО ДКЭМЕТРЗ На УЧЗСтка дайстлкя раСЧЕТЯОЯ НЭГрузки. КОГда дпнка, ГЕОМЕТрИЧЕСКая ~иОрмэ.

и реэиеры зеле неаэзестны, они устзназлизаются с учс:оы раэ- МОРОЗ. МОНТИРУСМЫХ КЭ БЭЛУ ЗЛОИЕНТОЗч Н8РРУЗОКв ВОЗНЛКЗЮЩКХ при их работе, обеспечения необходимых для нормальной работы этих элемектоз зазо з ме ро жду ниии, способоз закрепления их на залах, принятой технологии изготозления и сборки, концентрации напряжениЙ и т.п. При Выполнении проектного расчата зала кэзостек либо вращзющии ыоыентИкр, либо крутящиИ' и изгибающие ыом н"- М и Ма л '" 4 'ы кр 3 перлом случае рас,;втнЫ1 диаметр С~ определяется по соотношению б з~-" — ~ - ° ОЛ ъ- ~во чдесь Я„- крутящиЙ ысыейт "" ц„,~ ° (1) 4», и, .ии 1 1 Л - АОПуСКааыоа ИОПРЯКЕНИЕ НС Круяэкца, Ира Тзк как при этОИ расчете не учитцзаетсЯ изгиб Вэлэ ТО и принимается пони:енное допус,;асыое напряжение.

Например, для стэльн~ж лалоз берется~'И = 10 + 20 ~11 рир ь а в если определяется диаметр зыходнпго концз зала; ~ "Ц» = 20 + 5О МПЭ, если определяется диаметр промежуточных участноз Вэлсз, Вали ивииоиио ируявялгио'. и» ир и вириввииий рви ЛЛИЧвии,ио Рвоиви иив ливии о вил»Ломов гВо оооииоввиив Ил~и.„ ~ я пр 1 и~ ( ~) Здесь М, - приведенный иоыент, К~и; Я = Мл~И" - суииарный пзгибаюций ыоыент, Ныы; (е) Мх, р~ - изгибаюцио ыоыенты во взаиыно перпендикулнрных плоскостях, Ниы; ~~у1„.

- допуокаеыое поправение на изгпб, ЫПз. Йля валов и осой из углеродистых и легированных сталей прини иют ЫЛ, - 056® - прн постоянных напрнконкях; ~<Ма ~бб~ - при пульсирующая цикле изионония непрякеннй; ('5 3„ 0 «6~ - при сиыыетричяоы цикле изыенония напбякеннйе Полученное значение расчетного днеиотра так же, как и другие диоиетры вала, округляется до ближойаего стандвртнОГО по ГОСту 6656-69, наприыер 2,5,В,5,6,7,8,9,10,11,1г,1Ч,15,16 ыи, дизыетры выходных концов валов берутсн по Г001у Я080-66 или 12081-72. Диаиетры валов под поджипник кзченин и пород ниы долины быть оогласозаны с резиерзыи подюипникз. Назначив диаыетры всех ступеней вала, необходиыо произвести проверку диаыетра цеп4ыЫч , исходя из условий работы ео в подиипннке.

Зто, как правило, расчет цапФы на изгиб, который проводится по $орыуло и~~'~т~„ б) Здесь Ж~ - изгибающий ыоыент, прилокенныИ к цзпФе вала, Ныы; ~63~ - допустииое напряконие (ои. тесл. 1). При проамтировании редукторов диныетр Ы~„, входного конца быстроходного вала часто принимается равныы (пли почти равныы) диеыетру вала электродвигателя ~ ~уф с которым он будет саади неи иу~той, Обычно приниизется Ыг„(0,8+1,2)с~~~ . Диаиотр .

вале .„ в место посадки на него зубчатых колес конического и у червячного редуктора, а тыще водоыого колоса любой ступени цилиндрического редуктора назначается по соотнокениюй~ = =Й, (0,5е0,М) в зевпсиыости от кокосового расстояния й' Для конического редуктора виесто Й~„, ставится знойное искусное расстоянпо Йа . р Опоры снолькения руктивяое офориленио к интервалы которой зависят от характере и потребной точности воспроизведения заданного двикония подвижного направляеыого элецента опоры, Она выполняется с вращаюкайоя цапфой, роке с неподвижной и врацающойся втулкой. И~и рокое распространанне получили цилиндрические споры (рис.

5), работающие в осповноы при полынях радиальных и нозначи альных осевых нагрузках. Конструктивное офориленпе и кратнан херактеристикз таких опор привалены в ~ 53. Наиболее распространенныо интервалы, приионнеиые для изготовления опор сколькеяия, даны в табл. 1. В болькицстве приборов втулки изготовляются кз бронзы ил латуни. В алучоо больких удельных давлений яа плоцадке соприкосновения цаща со втулкой последние изготовляютсн из естост веняых или искусственных иинорзлов (агат, русин, корунд) и з канители ыинералов (аятоллы).

Такие опоры дозываются каыневыыи. Разыеры, форин и ыатериалы калкой определены ГОС1оы 7137-65; Й66-68; 10095-68. при иолых скоростях враценпя и значительных ра,,'нальвых нагрузках пряиеняются каыневые опоры открытого типа (рис, Ф). чтут дад Рис. 5, Цилиндрическая опора сколькения Опоре околькония аоста"т из "а ~~ кой кли сферической) " нтул""' " „онат (Рпс. 5). 0на представляет собой кинеиотичесную пару, конст- 6 о""ев"е о"оры открытого тип Размеры основных элементов таких опор доны в таол.