Меню Рубрики

Установка деталей на валах

Установка деталей на концевых участках валов

Цилиндрические концевые участки. Способы осевого фик­сирования на цилиндрическом конце вала при относительно длинном отверстии (/ст/й? > 0,7) показаны на рис. 12.9, а — е. На рис. 12.9, а деталь фиксируют установочным винтом 1, застопо­ренным пружинным кольцом 2. Применяют установочные винты с коническим и цилиндрическим концом (см. табл. 19.36). Форма отверстий и глубина засверловки приведены в табл. 19.35.

На рис. 12.9, б деталь фиксируют на валу плоским пружинным кольцом 1 (см. табл. 19.14). Вследствие погрешностей размеров l, b и S между торцами кольца 1 и детали может быть зазор. Если такой зазор нежелателен, то ставят компенсаторное кольцо 2 (рис. 12.9, в), толщину k которого подбирают или получают подшлифовкой тор­цов по результатам измерений при сборке.

Деталь на рис. 12.9, г фиксирует шайба 1, входящая в паз, вы­полненный в шпонке. Шайбу крепят винтом 2 к торцу детали. Шпонка в этом случае должна быть точно пригнана по длине паза.

Детали, устанавливаемые на шлицевой конец вала, можно фиксировать способами, представленными на рис. 12.9, а — в. Кро­ме того, используют фиксацию шлицевым кольцом 1 (рис. 12.9, д). При сборке шлицевое кольцо перемещают вдоль вала, доводят до канавки, поворачивают на половину углового шага шлицев и крепят одним-двумя винтами 2 к торцу детали. Толщину S кольца подбира­ют или подшлифовывают по результатам измерений при сборке.

При завинчивании конической пробки 1 (рис. 12.9, ё) дефор­мируют шлицевый конец вала, увеличивая его диаметр, и надежно фиксируют деталь от осевых смещений.

При относительно коротком отверстии (lсТ /d

Часто между подшипником и деталью ставят распорную втулку 1

(рис. 12.10, б), которую охватывает манжетное уплотне­ние 2. Во избежание проворачивания втулки относительно вала деталь обязательно поджимают к торцу втулки, например, болтом 3 через концевую шайбу 4. Размеры концевых шайб, болтов и штифтов для их фиксации приведены в табл. 19.7. Осевое поджатие по варианту конструкции, показанному на рис. 12.10, б, можно осуществлять и круглой шлицевой гайкой по типу рис. 12.10, а.

Конические концевые участки.Установку детали на кониче­ский конец вала выполняют с обязательным приложением осевой силы, например, с помощью болта 1 через концевую шайбу 2 (рис. 12.11, а). Стопорная шайба 3 фиксирует болт относительно шайбы 2, а цилиндрический штифт 4 фиксирует шайбу 2 относительно вала. Размеры концевых шайб, болтов и штифтов приведены в табл. 19.7.

Надежно крепление детали гайкой 1 (рис. 12.11, б). Круглую шлицевую гайку после затяжки стопорят многолапчатой шайбой 3. Размеры гаек, шайб и паза под язычок стопорной шайбы приведе­ны в табл. 19.4 — 19.6. Для выхода резьбонарезного инструмента на валу предусматривают проточку (см. табл. 12.6).

Наибольшей силой поджима характеризуется конструкция по рис. 12.11, в, которую применяют при тяжелом реверсивном ре­жиме работы. Шестигранную гайку 1 стопорят шайбой 3, одну лапку которой отгибают в шпоночный паз, а другую — на грань гайки. Применяют гайки шестигранные по ГОСТ 5915-70 или ГОСТ 5916-70 (табл. 12.7, размеры в мм).

12.7. Гайки шестигранные класса точности В

Исполнение 1 Исполнение 2 Исполнение 1 Исполнение 2

12.3. Конструкциивалов

Входные (быстроходные) валы. Входные валы имеют конце­вые участки, участки для установки подшипников и участки, на которых нарезают зубья шестерен цилиндрических или конических зубчатых передач (конструкции валов-червяков см. разд. 4.7). Конст­руирование концевых участков и определение диаметров валов в местах установки подшипников рассмотрено выше (см. разд. 12.1).

На входном валу цилиндрической передачи зубья шестерен на­резают на среднем участке. Диаметр его определен чаще всего размером dБП, значение которого находят из условия надежного контакта торцов заплечика и внутреннего кольца подшипника (см. рис. 3.1, 3.2). Конструкция вала на среднем участке зависит от пе­редаточного числа и значения межосевого расстояния передачи. При небольших передаточных числах и относительно большом межосевом расстоянии диаметр df1 окружности впадин шестерни больше диаметра dБП вала (рис. 12.12, а). При больших передаточ­ных числах и малом межосевом расстоянии df1

Читайте также:  Установка автомагнитолы polo sedan

Если наружный диаметр da1 шестерни оказывается меньше диаметра dБП, то обтачивают или весь вал в средней части по на­ружному диаметру шестерни (рис. 12.12, в), или между нарезанной частью и торцом вала выполняют конические переходные участки (рис. 12.12, г). Последний вариант несколько сложнее в изготовле­нии, но жесткость вала получается выше в сравнении с вариантом по рис. 12.12, в.

Участок выхода фрезы можно распространять на торец вала, по которому базируют подшипник качения (рис. 12.12, в, г).

Конструкцию входного вала конической передачи чаще всего выполняют по рис. 12.13, располагая шестерню консольно относи­тельно подшипниковых опор. Регулирование подшипников прово­дят перемещением по валу правого по рис. 12.13 подшипника с помощью круглой шлицевой гайки 1. После регулирования гайку стопорят многолапчатой шайбой 2. Размеры проточки на валу для выхода резьбонарезного инструмента принимают по табл. 12.6, паза под язычок стопорной шайбы, а также наибольший допусти­мый размер d1 — по табл. 19.6. Другие конструкции входных валов конических зубчатых передач представлены на рис. 14.4, 14.5.

Промежуточные валы. Промежуточные валы не имеют кон­цевых участков. На рис. 12.14 показан промежуточный вал двух­ступенчатого цилиндрического редуктора. На самом валу нареза­ны зубья шестерни тихоходной ступени. Рядом расположено зуб­чатое колесо быстроходной ступени. Диаметры dБП и dБк опреде­ляют по рекомендациям гл. 3 (см. рис. 3.1, 3.2). В зависимости от размеров шестерни конструкцию выполняют или по рис. 12.14, а, (df dБК), или по рис. 12.14, б (df 3 ; А — площадь поперечного сечения, мм 2 .

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям (пределы текучести т и т материала см. табл. 12.8):

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести при совместном действии нормальных и касательных напряжений

Статическую прочность считают обеспеченной, если

минимально допустимое значение общего коэффициента запаса по текучести (назначают в зависимо­сти от ответственности конструкции и последствий разрушения вала, точности определения нагрузок и напряжений, уровня техно­логии изготовления и контроля).

Моменты сопротивления W при изгибе, WK при кручении и площадь А вычисляют по нетто-сечению:

для сплошного круглого сечения диаметром D

для полого круглого сечения (рис. 12.18, а)

коэффициент пересчета:

для вала с прямобочными шлицами (рис. 12.18, б)

для вала с эволъвентными шлицами и для вала-шестерни в се­чении по зубьям геометрические характеристики приведены в табл. 12.9, 12.10;

для вала с одним шпоночным пазом (рис. 12.18, в)

Последнее изменение этой страницы: 2016-09-19; Нарушение авторского права страницы

источник

Конструктивные элементы валов и осей

1. Валы

Валы – детали машин, предназначенные для обеспечения взаимодействия размещенных на них деталей механических передач. Взаимодействовать могут подвижные детали с подвижными, например, шестерни в зубчатой передаче, а также подвижные детали с неподвижными. Например, опоры с подшипниками качения, которые воспринимают нагрузку от валов, передают ее неподвижному корпусу и таким образом дают возможность работать передаче. Это взаимодействие обеспечивает передачу крутящего момента вдоль осевой линии вала.

Читайте также:  Установка еще одной печки 2106

Валы машин, которые кроме деталей передач несут рабочие органы машины, называются коренными. Коренной вал станков с вращательным движением инструмента или изделия называется шпинделем. Вал, распределяющий механическую энергию по отдельным рабочим машинам, называется трансмиссионным. В отдельных случаях валы изготовляют как одно целое с цилиндрической или конической шестерней (вал-шестерня) или с червяком (вал-червяк).

По форме геометрической оси валы бывают прямые и гибкие (с изменяемой формой оси). Простейшие прямые валы имеют форму тел вращения.

На рис. 1 показаны прямые валы: гладкий (а), ступенчатый (б) и коленчатый (в). Ступенчатые валы являются наиболее распространенными. Для уменьшения массы или для размещения внутри них других деталей валы иногда делают с каналом по оси. В отличие от сплошных такие валы называют полыми.

Рис. 1. Валы

2. Оси

Ось – деталь машин и механизмов, служащая для поддержания вращающихся частей, но не передающая полезный крутящий момент. Оси (рис. 2) бывают вращающиеся (а) и неподвижные (б). Вращающаяся ось устанавливается в подшипниках. Примером вращающихся осей могут служить оси железнодорожного подвижного состава, примером невращающихся – оси передних колес автомобиля.

Из определений видно, что при работе валы всегда вращаются и испытывают деформации кручения или изгиба и кручения, а оси – только деформацию изгиба (возникающими в отдельных случаях деформациями растяжения и сжатия чаще всего пренебрегают).

Опорная часть вала или оси называется цапфой. Концевая цапфа называется шипом, а промежуточная – шейкой (рис. 3, а). Опорой для них служат радиальные или радиально-упорные подшипники скольжения или качения. Шейка в отличие от шипа, который несет только радиальную нагрузку FA, несет радиальную нагрузку FB и передает крутящий момент с концевой головки на промежуточную и, следовательно, работает еще и на кручение. Поэтому диаметр этой шейки должен быть больше диаметра головки d В, размер которого определяется расчетом, и диаметра шипа. Участки вала и оси, на диаметрах поверхностей которых закрепляются детали, воспринимающие или передающие нагрузку, называют головками или подступицами.

Рис. 3. Элементы валов

Концевая цапфа, предназначенная нести преимущественно осевую нагрузку, называется пятой (рис. 3, б). Опорами для пят служат подпятники – упорные подшипники скольжения или качения.

По форме цапфы могут быть цилиндрическими, коническими, шаровыми и плоскими (пяты).

Кольцевое утолщение вала (между шипом и головкой) (рис. 3, а), составляющее с ним одно целое, называется буртиком. Переходная поверхность от одного сечения вала к другому, служащая для упора насаживаемых на вал деталей (от шипа к буртику для упора подшипника), называется заплечиком (рис. 3, а).

3. Материалы валов и осей

Требованиям работоспособности валов и осей наиболее полно удовлетворяют углеродистые и легированные стали, а в ряде случаев – высокопрочные чугуны. Выбор материала, термической и химико-термической обработки определяется конструкцией вала и опор, техническими условиями на изделие и условиями его эксплуатации. Для большинства валов применяют стали марок Сталь 45, Сталь 40Х и др., а для ответственных конструкций – Сталь 40ХН, Сталь З0ХГТ и др. Рабочие поверхности валов из этих сталей подвергают термической обработке (улучшению, поверхностной закалке ТВЧ и др.).

Быстроходные валы, вращающиеся в подшипниках скольжения, требуют высокой твердости цапф, поэтому их изготовляют из цементируемых сталей марок Сталь 20Х, 12Х2Н4А, 18ХГТ или азотируемых сталей марок Сталь 38Х2МЮА и др.

Обычно валы подвергают токарной обработке, термической обработке с последующим шлифованием и отделочной обработке посадочных поверхностей и цапф. Для этого посадочные поверхности и галтели подвергают суперфинишной обработке или полировке.

Читайте также:  Установка противотуманных фар дэу сенс

Концевые участки валов выполняют цилиндрическими (рис. 4) или коническими (рис. 5). Посадка деталей на конус обеспечивает легкость сборки и разборки, высокую точность базирования, возможность создания любого натяга. Поэтому консольные концы валов редукторов серийного производства, как правило, делают конусными. Поскольку цилиндрические концы валов проще в изготовлении, то при единичном и мелкосерийном производствах они имеют преимущественное распространение.

Рис. 4. Концы валов цилиндрические: а – шейка; б – шейка с наружной резьбой

Рис. 5. Концы валов конические с конусностью 1:10: а – с наружной; б – с внутренней резьбой

На торцах валов располагают центровые отверстия с углом конуса α=60° (рис. 6), которые используют в качестве технологических баз при изготовлении валов и осей и при проверке погрешностей, которые образуются при обработке и эксплуатации валов и осей (а), а также применяют для монтажных работ, транспортирования и хранения в вертикальном положении (б). Фаска под углом 120° защищает резьбу и конусную поверхность центрового отверстия от забоин (см. в конце табл. 1).

Рис. 6. Центровые отверстия на торцах валов

Форма вала по длине определяется конструктивно с учетом распределения нагрузок, т. е. эпюрами изгибающих и крутящих моментов, условиями сборки и технологией изготовления. Однако следует стремиться к форме профиля вала, приближающегося к форме бруса с равнопрочными сечениями или равного сопротивления изгибу.

Поверхности валов, предназначенные для установки деталей, передающих вращающий момент в машинах, механизмах и приборах, выполняют по форме и по размерам с допусками, которые обеспечивают сопряжение валов с этими деталями.

Требования к шероховатости поверхности деталей и посадки деталей на валах приведены в табл. 1 и 2.

Таблица 1. Рекомендуемая шероховатость на различных участках вала

Поверхности посадочных мест валов, мм Шероховатость, Ra
квалитет точности Шот Шдо
11-й 30 500 6,3
12-й 6 80 2,5
9-й 80 500 2,5
11-й 3 30 2,5
7-й и 8-й 6 80 1,25
6-й 10 120 0,63
Шейки валов с манжетными уплотнениями 0,32
Шейки валов с фетровыми уплотнениями 1,25-0,63
Рабочие поверхности шпоночных пазов 3,2-6,3
Нерабочие поверхности шпоночных пазов 6,3-10
Фаски, отверстия из-под сверла, торцы 10-20

Таблица 2. Посадки деталей на валах

Закрепляемые детали Режим работы
нормальный тяжелый
Зубчатые колеса до Ш120 мм H7/p6 H7/r6
Зубчатые колеса св. Ш80-500 мм H7/r6; H8/s7 H7/p6; H8/u8
Зубчатые колеса при частом демонтаже H7/n6; H7/m6; H7/k6
Муфты св. Ш80-500 мм H7/n6; H7/m6;

Валы и оси конструктивно связывают через подшипники вращающиеся детали с корпусными деталями. Предварительные размеры шеек валов определяют расчетом, затем после определения способа соединения вращающихся деталей с валом (шпоночным, шлицевым или др.) уточняют размеры посадочных мест и конструкцию валов.

В местах изменения диаметра вала или оси делают переходы. Конструктивно они должны быть выполнены так, чтобы прилегание детали к буртику или торцу переходной поверхности было плотным, без зазора. Если переход от цилиндрической поверхности к вертикальной торцевой поверхности буртика или к торцу переходной поверхности выполнен по радиусу, то такой переход называют галтелью (рис. 7, а), а если с проточкой, в виде канавки, то называют поднутрением (рис. 7; б, в).

Рис. 7. Конструктивные переходы в местах изменения диаметров вала

источник