4. Конструкции цапф*
Шип цилиндрический Шип конический
*Цапфа – опорная часть оси или вала
Шейка - промежуточная опора
Пята – опора, воспринимающая осевую нагрузку
Плоская Кольцевая
Шип – концевая опора
5. Переходные поверхности валов
Гантели
Постоянного радиуса Переменного радиуса С поднутрением
(0,75 … 1,0)푑
푅 푅
Канавки для выхода шлифовального круга
Шлифование по наружному
цилиндру
Шлифование по наружному
цилиндру и торцу
푅 푅
6. Конструктивные средства повышения
сопротивления валов усталости в местах посадки
Увеличение диаметра
подступичной части
вала
Закругление
кромок ступицы
Коническая
ступица
Разгрузочные
канавки в ступице
7. Осевое фиксирование деталей на валах
Посадка с натягом Упор в бурт Упор в бурт
в сочетании с гайкой
Пружинными
кольцами
Штифтовое соединение Стопорным винтом
8. Материалы и термообработка валов и осей
Марки сталей Вид термообработки Область применения
Стали обыкновенного качества Ст 5,
Ст 6 по ГОСТ 380-88
В состоянии поставки Малонагруженные валы и
оси без термообработки
Малоуглеродистые
конструкционные стали:
-качественные 15, 20 по ГОСТ 1050-
88;
-легированные 15Х, 20Х, 18ХГТ,
12ХН3А и др. по ГОСТ 4543-71
Химико-термические
упрочнение с закалкой до
твердости
H = 58…63 HRC
Валы и оси при требовании
высокой износостойкости:
-опоры скольжения
-вал-шестерни
Среднеуглеродистые
конструкционные стали:
-качественные 40, 45 и др. по ГОСТ
1050-88;
-легированные 35Х, 40Х, 40ХН и др.
по ГОСТ 4543-71
Улучшение твердости
H = 250…320 HB
Высоконагруженные валы и
оси
11. Классификация подшипников качения по виду
воспринимаемой нагрузки
Подшипники качения
Радиальные
Предназначены
для восприятия
радиальной
нагрузки.
Некоторые типы
способны частично
воспринимать и
осевую нагрузку.
Радиально-
упорные
Предназначены
для
комбинированного
восприятия
радиальной и
осевой нагрузок.
Упорно-
радиальные
Предназначены
для восприятия в
основном осевой
нагрузки, способны
частично
воспринимать
небольшую
радиальную
нагрузку.
Упорные
Предназначены
для восприятия
осевой нагрузки.
12. Тела качения подшипников
Шарик Ролик цилиндрический
короткий
Ролик цилиндрический
длинный
Игла
Ролик витой Ролик конический Ролик бочкообразный
симметричный
Ролик
сфероконический
Шарикоподшипники предпочтительно применять при высоких скоростях и малых нагрузках.
Роликоподшипники применяют при средних и малых скоростях и повышенных нагрузках.
Подшипники с винтовыми роликами применяют при динамических нагрузках.
Подшипники с бочкообразными и сфероконическими применяют в условиях
несоосности внутреннего и наружного колец.
15. Конструкции роликоподшипников
Подшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами
Тип 2000
без бортов на
наружном кольце
Тип 32000
без бортов на
внутреннем кольце
Тип 12000
с одним бортом на
наружном кольце
Тип 42000
с одним бортом на
внутреннем кольце
17. Крепление подшипников качения на валах
Посадка с натягом
до упора в
заплечик
Торцовой
шайбой
Пружинным
кольцом
Гайкой
Конической
разрезной втулкой
18. Крепления наружных колец подшипников качения
в корпусе
Стаканом и
крышкой
Заплечиками
Крышкой и
заплечиком
Торцовой
крышкой
Упорным бортом
подшипника
Врезной
крышкой
Пружинным
кольцом
Гайкой и
заплечиком
19. Способы фиксирования валов в корпусе
0,2 … 0,3 мм
Конструкции при большом расстоянии
между опорами
Левая опора – фиксирующая, правая - плавающая
фиксирование
крышкой и заплечиком
фиксирование
винтом и заплечиком
Конструкции при малом расстоянии
между опорами
Обе опоры - фиксирующие
фиксирование крышками
20. Схемы установки радиально-упорных подшипников
Враспор
Врастяжку
Прокладки
L1
L2
А1
А2
Регулировка подшипников
осуществляется подбором
металлических прокладок между
крышкой подшипника и стаканом
Регулировка подшипников
осуществляется перемещением
внутреннего кольца одного
из подшипников посредством гайки
21. Способы регулирования радиально-упорных
подшипников
Осевым перемещением наружного кольца Осевым перемещением
Набором внутреннего кольца
металлических
прокладок
Винтом,
вворачиваемым
в корпус
Винтом,
вворачиваемым
в крышку
Гайкой
27. Области рационального применения подшипников
скольжения
Опоры быстроходных
узлов, работающих при
вибрационных и ударных
нагрузках
Области
Подшипники, выполненные по
условиям сборки
разъемными(опоры коленчатых
валов)
Опоры при
стесненных
радиальных
габаритах
Опоры уникальных конструкций,
для которых стандартный
подшипник качения подобрать
невозможно
Подшипники.
Работающие при особо
высоких частотах
вращения – газовые и
электромагнитные
Опоры тихоходных
малоответственных
механизмов
Подшипники,
работающие в
абразивных и
агрессивных
средах
28. Конструкция подшипников скольжения
Корпус Вкладыш
푙/푑 Условия работы узла
0,3…0,4 Малонагруженные опоры
при ограниченных осевых
габаритах
0,4…0,7 Высокоскоростные
средненагруженные опоры
0,5…0,9 Высокоскоростные
высоконагруженные опоры
0,8…1,2 Тихоходные средне- и
высоконагруженные опоры
1,0…1,5 Тихоходные
высоконагруженные опоры
при жестких валах
l
푑
Рекомендуемые геометрические
соотношения
29. Условные расчеты подшипников скольжения
Вкладыш
푑
푙
Вал
Расчет по условному давлению:
p
F
p r
d
l
Расчет по произведению давления на скорость:
pV pV
30. К вопросу о жидкостном трении в подшипниках
скольжения
Положение вала во вкладыше Микрогеометрия вала и вкладыша
Вал
Масляный слой
Вкладыш
При жидкостном трении толщина
масляного слоя h между валом
и вкладышем:
2 z R 1 z R
z1 z2 h R R
при угловой скорости
больше критической
Масло
Вкладыш
Вал
ω
кр
r F
Эпюра давления
в масляном слое
при угловой скорости
0
r F
О2
О2
О1 О1
Масло
А
Вал Вкладыш
Металлический контакт
в точке А
33. Классификация механических муфт
Муфты
Нерасцепляемые
Неподвижные
(глухие)
Подвижные
компенсирующие
Упругие
С металлическим
упругим элементом
Жесткие
Сцепные
управляемые
С неметаллическим
упругим элементом
Сцепные
самодействующие
Свободного
хода(обгонные)
Предохранительные
С разрушающимися
элементом
Центробежные
С неразрушающимися
элементом
34. Виды смещения соединяемых валов
Взаимное расположение валов
без погрешностей
Осевое смещение
Радиально смещение Угловое смещение
35. Муфты втулочные
Со штифтами Со шлицами Со шпонками
Муфты стандартизованы в диапазоне диаметров валов и вращающих моментов:
푑 = 4 … 100 мм
푇 = 0,3 … 4000 퐻 ∙ м
푑 = 20 … 100 мм
푇 = 71 … 5600 퐻 ∙ м
푑 = 21 … 92 мм
푇 = 150 … 12500 퐻 ∙ м
푑 = 10 … 35 мм
푇 = 8 … 450 퐻 ∙ м
исполнение l
с призматическими
шпонками
исполнение ll
с сегментными
шпонками
푑
푇
푇
36. Муфта фланцевая
Муфты стандартизованы в
диапазоне диаметров валов
푑 = 11 … 250 мм и
вращающих моментов 푇 =
16 … 4000 퐻 ∙ м при стальных
полумуфтах . При чугунных
полумуфтах значения
моментов уменьшаются в два
раза.
Исполнение 1 Исполнение 2
푇
푇
푑
푑1
Вариант установки
болтов без зазора
Полумуфта
Вариант установки
болтов с зазором
Полумуфта
37. Муфта упругая втулочно-пальцевая
Муфты стандартизованы в диапазоне
диаметров валов 푑 = 9 … 160 мм и
вращающих моментов 푇 =
6,3 … 16000 퐻 ∙ м
Компенсирующая способность муфт:
радиальное смещение 0,2 … 0,6 мм
осевое смещение 1,0 … 5,0 мм
угловое смещение 0°30’ … 1°30’
푇
푇
푑
Палец
Втулка
Полумуфта 1 Полумуфта 2
Тип 1
푑1
Тип 2
38. Муфта упругая со звездочкой
А - А
(для муфт при 푇 = 16 … 400 Н ∙ м)
Компенсирующая способность муфт:
радиальное смещение 0,1 … 0,4 мм
осевое смещение 1,0 … 5,0 мм
угловое смещение 1°30’ … 1°30’
А - А
(для А муфт при 푇 = 2,5…6,3 Н ∙ м)
А
푇
푇
푑
Полумуфта Полумуфта
Звездочка резиновая
Муфты стандартизованы в диапазоне
диаметров валов 푑 = 6 … 48 мм и
вращающих моментов 푇 = 2,5 … 400 퐻 ∙ м
39. Муфта упругая с торообразной оболочкой
Муфты стандартизованы в диапазоне
диаметров валов 푑 = 14 … 240 мм и
вращающих моментов 푇 = 20 … 40000 퐻 ∙ м
Исполнение 1…2 Исполнение 3…4
Компенсирующая способность муфт:
радиальное смещение 1 … 5 мм
осевое смещение 1 … 11 мм
угловое смещение 1°00’ … 1°30’
푑
Полумуфта Полумуфта
Торообразная оболочка
푑1
푇
푇
40. Муфта зубчатая
Муфты стандартизованы в
диапазоне диаметров валов
푑 = 11 … 250 мм и
вращающих моментов 푇 =
16 … 40000 퐻 ∙ м при
стальных полумуфтах. При
чугунных полумуфтах
значения моментов
уменьшаются в два раза.
Исполнение 1 Исполнение 2
Втулка зубчатая Втулка зубчатая
Обойма Обойма
푑
푑1
푇
푇
41. Муфта цепная
Исполнение 1 Исполнение 2
Кожух Цепь
Полумуфта Полумуфта
Муфты стандартизованы в диапазоне
диаметров валов 푑 = 20 … 180 мм и
вращающих моментов 푇 =
63 … 16000 퐻 ∙ м
Компенсирующая способность муфт:
радиальное смещение 0,16 … 1,20 мм
угловое смещение 1°00’ … 1°12’
Исполнения по посадочной поверхности:
1- с цилиндрическим отверстием;
2- с коническим отверстием;
3- с прямобочными шлицами;
4- с эвольвентными шлицами.
푑
Типы:
1- с однорядной цепью;
2- двурядной цепью.
푑1
푇 푇
42. Муфта кулачково-дисковая
Муфты стандартизованы в диапазоне
диаметров валов 푑 = 16 … 150 мм и
вращающих моментов 푇 =
16 … 16000 퐻 ∙ м
Компенсирующая способность муфт:
радиальное смещение 0,6 … 5,0 мм
угловое смещение 0°30’
Полумуфта Диск Полумуфта
푑
푇 푇
43. Муфта предохранительная шариковая
Муфты стандартизованы в
диапазоне диаметров валов
푑 = 8 … 48 мм и
вращающих моментов 푇 =
4 … 400 퐻 ∙ м
Исполнения по посадочной
поверхности:
1- со шпоночным соединением
2- с прямобочными шлицами
3- с эвольвентными шлицами
Полумуфта 1 Полумуфта 2
푑
푇
푇
44. Муфта предохранительная фрикционная дисковая
Муфты стандартизованы в
диапазоне диаметров
валов 푑 = 9 … 48 мм и
вращающих моментов
푇 = 6,3 … 400 퐻 ∙ м
Исполнения по посадочной
поверхности:
1- со шпоночным соединением
2- с прямобочными шлицами
3- с эвольвентными шлицами
Полумуфта 1 Полумуфта 2
푑
푇
푇
46. Муфта предохранительная кулачковая
Муфты стандартизованы в
диапазоне диаметров валов 푑 =
8 … 48 мм и вращающих
моментов 푇 = 4 … 400 퐻 ∙ м
Исполнения по посадочной
поверхности:
1- со шпоночным соединением
2- с прямобочными шлицами
3- с эвольвентными шлицами
Полумуфта 1 Полумуфта 2
푑
푇
푇
47. Муфта предохранительная со срезным штифтом
푅
A A (Увеличено)
푇
푑
푻 - вращающий момент, передаваемый муфтой, Н∙м
푹 - радиус расположения штифта, мм
풅 - диаметр штифта, мм
흉в - предел прочности материала штифта на срез, МПа
Диаметр штифта из расчета на срез:
R
T
d
3 4 10
48. Муфта упруго-предохранительная фрикционная
Компенсирующая способность муфт:
радиальное смещение 0,2 … 0,6 мм
осевое смещение 1,0 … 5,0 мм
угловое смещение 0°30’ … 1°30’
푇
푇
49. Муфта упруго-предохранительная фрикционная
Компенсирующая способность муфт:
радиальное смещение 1 … 5 мм
осевое смещение 1 … 11 мм
угловое смещение 1°00’ … 1°30’
Торообразная оболочка Фрикционный сегмент
푇
푇
