Дунаев, Леликов_Конструирование узлов и деталей машин_ 2004 (968760), страница 26
Текст из файла (страница 26)
В последнем случае пружины обеспечивают постоянную силу. Необходимая радиальная жесткость плавающей опоры в продольно-фрезерном станке (рис. 7.27, г) получена деформированием на конусе внутреннего кольца подшипника. Опоры с предварительным натягом. Жесткость опор на подшипниках качения может быть значительно повышена при создании предварительного натяга. В обычно отрегулированных подшипниках относительное осевое смещение колец под действием внешней осевой силы складывается из свободного перемещения в пределах имеющегося в подшипнике осевого зазора и упругой деформации в местах контакта тел качения с кольцами подшипника. Сущность предварительного натяга заключается в том, что пару подшипников предварительно нагружают осевой силой.
Эта сила не только устраняет осевой зазор в парном комплекте подшипников, но и создает начальную упругую деформацию в местах контакта колец с телами качения. Если затем подшипник нагрузить рабочей осевой силой, то относительное перемещение его колец под 143 Рис. 7.27 действием этой силы будет значительно меньше, чем до создания предварительного натяга. Чем меньше относительное перемещение колец, тем выше жесткость узла.
Предварительный натяг подшипников обычно осуществляют взаимным осевым смещением колец (схематично показано на рис. 7.28). Аналогична схема образования предварительного натяга в случае установки прокладок, пружин или колец неодинаковой толщины. Предварительный натяг применяют для повышения жесткости как фиксирующих, так и плавающих опор. Предварительный натяг подшипников фиксирующих опор.
На рис. 7.29 показаны основные методы создания предварительного натяга в подшипниках фиксирующих опор схемы 1б. Предварительный натяг создают сошлифовкой торцов внутренних колец (рис. 7.29, а) на величину, необходимую для получения заданного натяга после осевого сжатия друг с другом наружных и внутренних колец; с помощью прокладок (рис. 7.29, б) или колец разной толщины (рис. 7.29, в), а также пружинами (рис. 7.29, г). Предварительный натяг подшипников плавающих опор может быть создан пружинами сжатия (рис, 7,30, а), применением колец разной толщины (рис. 7.30, б), сошлифовкой торцов внутренних колец подшипников (рис.
7.30, в), специально подобранным кольцом 1 (рис. 7.30, г). Опоры по схеме 2а — «враспор». При осевом фиксировании валов по схеме 2а Рис. 7.28 (см. рис. 3.9) обе опоры конструируют оди- Рис. 7.29 Я > Яг Рис. 7.30 наково. На рис. 7.31, а — з приведены примеры конструктивного оформления одной опоры вала, другую опору выполняют аналогично.
Регулирование зазоров в подшипниках проводят осевыл перемещением нарулсных колец. На рис. 7.32 показано регулирование набором тонких металлических прокладок 1, устанавливаемых под фланны привсртных кры- Рис. 7.31 Рис. 7.32 шек подшипников. Для регулирования подшипников набор прокладок можно установить под фланец одной из крышек. Если дополнительно требуется регулировать осевое положение вала, общий набор прокладок разделяют на два, а затем каждый из них устанавливают под фланец соответствующей крышки. Регулирование набором металлических прокладок обеспечивает достаточно высокую точность, его применяют при установке как радиальных, так и радиально-упорных подшипников.
В случае применения закладных крышек регулирование радиальных подшипников можно выполнять установкой компенсаторного кольца 1 между торцами наружного кольца подшипника н крышки (рис. 7.33, а). Для удобства сборки компенсаторное кольцо нужно устанавливать со стороны глухой крышки подшипника.
При установке радиальных шарикоподшипников между торцом наружного кольца подшипника и торцом крышки подшипника оставляют зазор а = 0,2... 0,5 мм для компенсации тепловых деформаций (см. Рис. 7.32 и 7.33, а). Этот зазор на чертежах сборочных единиц, ввиду его незначительности, не показывают. Рис. 7.33 Регулирование радиально-упорных подшипников при применении закладных крышек выполняют по рис. 7.33, б, воздействуя винтом 1 на самоустанавливающуюся шайбу 2.
Для повышения точности регулирования применяют резьбы с мелким шагом. Регулирование радиально-упорных подшипников компенсаторным кольцом по типу рис. 7.33, а трудоемко, и его поэтому применяют очень редко. При изменении режима работы изделия меняется его температура, а следовательно, зазор в подшипниках и их жесткость. С течением времени выполненное при сборке регулирование подшипников постепенно нарушается вследствие изнашивания и обмятия микронеровностей. Поэтому необходимо периодическое повторное регулирование подшипников. Более или менее постоянную жесткость опор создает применение упругих элементов (рис.
7.34), компенсирующих износ. Пружины располагают по окружности и устанавливают в кольцах 1 (рис. 7.34, а, б). В подшипнике фирмы «Гаме» Рис. 7.34 (Франция), а также в отечественных подшипниках типа 17000 (рис. 7.34, в) наружное кольцо объединено с кольцом 1. Ширина наружного кольца подшипника увеличена, что повысило точность базирования подшипника по отверстию корпусной детали. Упругие элементы встраивают в опору, на которую не действует осевая сила (или значение ее невелико). Сила давления пружин должна превосходить в радиально-упорных подшипниках сумму осевой составляющей от радиальной нагрузки и внешней осевой силы.
Опоры по схеме 2б — «врастяжку». При осевом фиксировании валов по схеме 2б (см. рис. 3.9) обе опоры конструируют одинаковыми по рис. 735, а — е. Осевое фиксирование вала осуществляют заплечиками корпуса, в которые упирают торцы наружных колец подшипников. Заплечики для упора подшипников могут быть выполнены по одному из вариантов рис. 7.21. Наиболее удачное решение представлено на рис. 7.35, д. В этом варианте в корпусе отсутствуют как уступы, так и канавки. Конические роликовые подшипники с бортом на наружном кольце в настоящее время исключительно широко применяют в машиностроении. Рнс. 7.35 Рис.
7.36 148 Регулирование зазоров в подшипниках проводятосчвымнеремещением внутреннит колец по валу посредством гаек. Ослаблять посадку под перемещаемым внутренним кольцом полшипника не требуется. Для регулирования подшипников достаточно одной гайки на одном из концов вала (рис. 7.36, а). Если дополнительно требуется регулировать осевое положение вала, гайки предусматривают на обоих его концах (рис. 7.36, 6). Точность базирования внутренних колец подшипников зависит от точности изготовления резьбы вала и гайки и от степени перпендикулярности базового торца гайки. Для повышения точности базирования подшипников, фиксируемых по схеме 2б, в ответственных изделиях резьбу вала шлифуют, а базовый торец гайки шлифуют на резьбовой оправке. Фирма «Тимкен» рекомендует для этой цели регулировочную гайку 1 павинчнвать на резьбу вала и стопорить в определенном положении (рис. 7.37).
При шлифовании вала шлифуют и базовый торец гайки 1. Некоторые заводы обеспечивают постоянный осевой натяг в конических роликовых подшипниках установкой колец 1 с большим числом пружин, расположенных по окружности (рис. 7.38, а). Такое же решение рекомендует и фирма «Гаме> (рис. 7.38, б). Установка упругих элементов улучшает условия работы подшипников, так как даже при относительно неточном их регулировании при любом тепловом удлинении вала устранен осевой зазор в подшипниках. Упругие элементы можно встраивать в опоры не только с коническими роликовыми, но и с шариковыми радиальными (рис. 7.38, ы) и радиально-упорными (рис.
7.38, г) подшипниками. Рис. 7.37 Рис. 7.38 7.6. КОНСТРУИРОВАНИЕ ОПОР ВАЛОВ КОНИЧЕСКИХ ШЕСТЕРЕН а Г~ — х 150 Схемы осевого фиксирования валов конических шестерен приведены на рис. 7.39. В узлах конических передач широко применяют консольное закрепление вала-шестерни (рис. 7.39, а — в). Конструкция узла в этом случае получается простой, компактной и удобной для сборки и регулирования.
Недостаток консольного расположения шестерни — повышенная концентрация нагрузки по длине зуба шестерни. Если шестерню расположить между опорами (рис. 7.39, г), то концентрация нагрузки ниже вследствие уменьшения прогиба вала и угла поворота сечения в месте установки конической шестерни, однако выполнение опор по этой схеме приводит к значительному усложнению конструкции корпусных деталей, зубчатого колеса, и поэтому на практике применяется сравнительно редко. Преимущественное применение имеет схема по рис. 7.39, а (см.
схему 2б на рис. 3.9). Валы конических шестерен короткие, поэтому температурные осевые деформации не играют такой роли, как при длинных валах. Расстояния между подшипниками сравнительно малы, а силы, действующие на вал и его опоры, велики. Концентрацию нагрузки при консольном расположении шестерни стремятся уменьшить повышением жесткости узла. Повышенные требования к жесткости диктует и необходимая по условиям работы конического зацепления высокая точность осевого положения конической шестерни. При проектировании узла выбирают направление наклона зубьев и направление вращения шестерни одинаковыми, чтобы осевая сила в зацеплении была направлена от вершины делительного конуса.
В конструкциях узлов конических шестерен применяют радиально-упорные подшипники, главным образом конические роликовые, как более грузоподъемные и менее дорогие, обеспечивающие большую жесткость опор. При относительно высоких частотах вращения (и > 1500 мин ') для снижения потерь в опорах, а также при необходимости высокой точности вращения применяют более дорогие шариковые радиально-упорные подшипники. Как уже отмечалось, в силовых конических передачах преимущественное применение находит установка подшипников по схеме «врастяжку» (рис.
7.39, а). Типовая конструкция вала конической шестерни, фиксированного по этой схеме, приведена на рис. 7.40. Силы, действующие в коническом зацеплении, вызывают появление радиальных реакций опор. Радиальную реакцию считают приложенной к валу в точке пересечения его оси с нормалями, проведенными через середины контактных площадок на кольцах подшипника. Обозначим: Ь— расстояние между точками приложения реакций; а — размер консоли; д— диаметр вала в месте установки подшипника; 1 — расстояние до вершины делительного конуса (см.
рис. 3.2). При б конструировании следует принимать: д > 1,3а; в качестве Ь вЂ” большее из двух Ь = 2,5а или Ь = 0,61 Конструктор стремится получить размер а минимальным для уменьшения изгибающего моРис. 7.39 мента, действующего на вал. После того Рис. 7.40 Рис. 7А1 как определен этот размер, по приведенным соотношениям принимают расстояние 6. При этом узел получается весьма компактным. Подшипник, расположенный ближе к конической шестерне, нагружен большей радиальной силой и, кроме того, воспринимает и осевую силу. Поэтому в ряде конструкпий этот подшипник имеет больший диаметр отверстия внутреннего кольца. Типовая конструкция вала конической шестерни, фиксированного по схеме «враспор (рис. 7.39, б), приведена на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
