Конструирование валов, страница 5

Расположенный по соседству диск мазеудерживающего кольца отстоит  от пружинного кольца на расстоянии D₁ – m= 4 – 2,2 = 1,8 мм и смещён внутрь корпуса на расстояние 1 мм.

Второй подшипник – плавающий. Он не снабжён пружинным кольцом, а между подшипником и упором крышки подшипника предусмотрен зазор величиной a₁ = 0,2…0,5 мм, что позволяет ему свободно перемещаться в осевом направлении.

6) Подшипниковые крышки. Приняты для обеих опор накладные крышки, способные наиболее просто выполнять регулировку подшипников. Сквозная крышка должна содержать элементы под уплотнения. Принято уплотнение войлочными (сальниковыми) кольцами. Размеры накладных крышек можно рассчитать по рекомендациям или принять по стандартам.

Из ГОСТ 11641 (прил. Б) приняты следующие основные размеры сквозной крышки при D = 80 мм: наружный диаметр крышки D₂ = 120 мм, диаметр расположения осей винтов D₁ = 100 мм, внутренний диаметр упора D₃ = 72 мм, винты М8, их количество z = 6, полная высота крышки H = 18 мм, высота упора h = 6 мм. Размеры войлочных уплотнений приведены в прил. В.

Размеры глухой  крышки приняты по ГОСТ 18511 (прил. Б). Для типа 2 изменения связаны только с толщиной диска крышки: его толщина s = h = 6 мм. Под фланцы накладных крышек ставят регулировочные прокладки общей толщиной 1…2 мм.

Полная длина шейки вала складывается из длины ступицы мазеудерживающего кольца  l_cт  = 20 мм,  ширины подшипника В = 21 мм, высоты подшипниковой крышки H = 18 мм, длины участка, выступающего за пределы крышки D₁ = 4 мм, а также длины участка под шестерней, равной 5 мм, спроектированного для снижения концентрации напряжений от напрессовки (короткая ступица). Таким образом, l= 20 + 21 + 18 + 4 + 5 = 68 мм. Принято l= 67 мм по ГОСТ 6636 (прил. Д).

2.2. Гладкая конструкция

Цилиндрическая форма вала (рис. 16) отличается от ступенчатой высокой технологичностью и соответственно экономичностью. Кроме того, данной конструкции присущи высокая жёсткость вала и высокая надёжность вследствие минимума концентраторов напряжений.

Рис. 16. Гладкий вал

Отсутствие достоинств, присущих ступенчатой конструкции, компенсируется следующими мерами:

– посадку детали с гарантированным натягом производят нагревом колеса либо охлаждением вала, центрирование ступицы – по цилиндрической поверхности (l_ст > 1,2d), поэтому в упорном бурте нет необходимости; колесо в сборке с валом является базовой деталью, по которой собирают другие детали, являясь своеобразным буртом;

– расчётное расстояние между деталями устанавливают дистанционными втулками и кольцами (рис. 16);

– концентрацию напряжений от напрессовки уменьшают разгружающими выточками на торцах колеса (рис. 15, а, поз. 14);

– для возможности свободного съёма подшипника на хвостовике вала шпоночное соединение заменяют шлицевым; наружный диаметр D шлицевого участка должен соответствовать диаметру вала; этому условию отвечают эвольвентные шлицы, иногда прямобочные шлицы.

Предельные отклонения сопряжённых размеров необходимо назначать в системе вала, а определять предельное отклонение вала, общее по всей его длине, будет подшипниковая посадка, например, k6 вместо основного отклонения h6.

Изготовление гладких валов значительно проще и дешевле ступенчатых, но проектирование гладкого вала не всегда целесообразно, в частности, в конструкции вал-шестерня. В курсовом проекте необходимо проектировать гладкую конструкцию для тихоходного вала, иногда промежуточного вала. Быстроходный вал следует проектировать ступенчатым. Расчёт посадок в системе вала приведён в разд. 5.

2.3. Азбука конструирования

1.  Гладкая конструкция предпочтительна вследствие высокой технологичности.

2.  Конструкция вала должна содержать минимальное количество концентраторов напряжений: ступеней, проточек, пазов, отверстий, резьб и т. п.

3.  Задача конструктора – максимально снизить влияние концентрации напряжений, применяя:

– галтели максимального радиуса;

– минимально допустимую разность диаметров;