§ 3. ВЫБОР ТИПА ПОДШИПНИКА

В соответствии с установившейся практикой проектирования и эксплуатации машин тип подшипника выбирают по следующим рекомендациям.

Для опор валов цилиндрических колес редукторов и коробок передач применяют чаще всего шариковые радиальные подшипники (рис. 3.9, а).

Первоначально принимают подшипники легкой узкой серии. Если при последующем расчете грузоподъемность подшипника легкой серии окажется недостаточной, принимают подшипник средней серии.

При чрезмерно больших размерах шариковых подшипников в качестве опор валов цилиндрических колес применяют также подшипники конические роликовые (рис. 3.9, в).

Конические и червячные колеса должны быть точно и жестко зафиксированы в осевом направлении. Шариковые радиальные подшипники обладают малой осевой жесткостью. Поэтому в силовых передачах для опор ва-

Рис. 3.9

лов конических и червячных колес применяют конические роликовые подшипники. Выбирают первоначально легкую узкую серию.

Для опор вала конической шестерни применяют также роликовые

подшипники. При очень высокой частоте вращения вала-шестерни (ft>1500 об/мин) применяют подшипники шариковые радиально-упорные (рис. 3.9, г). Первоначально применяют также подшипники легкой серии. Опоры червяка в силовых червячных передачах нагружены значительными осевыми силами. Поэтому в качестве опор вала червяка применяют в основном конические роликовые подшипники. При длительной непрерывной работе червячной передачи, с целью снижения тепловыделений, в качестве опор вала червяка применяют шариковые радиально-упорные подшипники. Первоначально принимают подшипники средней узкой серии.

Для опор плавающих валов шевронных передач применяют радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами (рис. 3.9,6), также первоначально легкой серии.

Подшипники качения выпускают следующих классов точности (в порядке ее повышения): О, 6, 5, 4 и 2. Обычно применяют подшипники класса точности 0. Подшипники более высоких классов точности применяют для опор валов, требующих повышенной точности вращения или работающих при особо высоких скоростях вращения. С повышением класса точности подшипника стоимость его заметно возрастает.

§ 4. СХЕМЫ УСТАНОВКИ ПОДШИПНИКОВ

В большинстве случаев валы должны быть зафиксированы от осевых смещений.

По способности фиксировать осевое положение вала опоры разделяют на фиксирующие и плавающие. В фиксирующих опорах ограничивается осевое перемещение вала в одном или в обоих направлениях. В плавающих опорах осевое перемещение вала в любом направлении не ограничивается. Фиксирующая опора воспринимает радиальную и осевую нагрузки, а плавающая опора - только радиальную.

Рис. 3.10

В некоторых конструкциях применяют так называемые «плавающие» валы. Эти валы имеют возможность осевого смещения в любом направлении и устанавливаются на плавающих опорах.

На рис. 3.10, а-г показаны основные способы осевого фиксирования валов. В схемах аие осевое фиксирование вала осуществляется в одной опоре; в схеме а - одним радиальным подшипником, в схеме в - двумя одинарными радиальными или радиально-упорными (например, по рис. 3.9, в, г) подшипниками.

В плавающей опоре применяют радиальные подшипники по рис. 3.9, а, б.

Схемы 3.10, а, в применяют при любом расстоянии между опорами вала. При этом схема в характеризуется большей жесткостью фиксирующей опоры.

Осевую фиксацию по схеме а широко применяют в коробках передач, редукторах и в других узлах для валов цилиндрических зубчатых передач, а также для приводных валов ленточных транспортеров, цепных конвейеров.

Подшипники обеих опор должны быть нагружены по возможности равномерно. Поэтому если опоры нагружены кроме радиальной еще и осевой силой, то для более равномерного нагружения подшипников

в качестве плавающей выбирают опору, нагруженную большей радиальной нагрузкой.

При температурных колебаниях плавающий подшипник перемещается в осевом направлении на величину удлинения (укорочения) вала. Так как это перемещение может происходить под нагрузкой, поверхность отверстия корпуса изнашивается. Поэтому при действии на опоры вала только радиальных нагрузок в качестве плавающей выбирают менее нагруженную опору.

Осевую фиксацию валов по схеме в применяют в цилиндрических, конических зубчатых и червячных передачах.

Выбор фиксирующей и плавающей опор производят по тем же соображениям, что и в схеме а.

В схемах б и г осевое фиксирование вала осуществляется в двух опорах, причем в каждой опоре в одном направлении. Эти схемы применяют с определенными ограничениями по расстоянию между опорами. И связано это с изменением зазоров в подшипниках вследствие нагрева при работе. При нагреве зазоры в подшипниках уменьшаются, а длина вала увеличивается. Чтобы не происходило защемления вала в опорах в схеме «враспор», предусматривают осевой зазор а. Величина зазора должна быть несколько больше ожидаемой тепловой деформации вала. Схема установки подшипников «враспор» (б) конструктивно наиболее проста. Ее широко применяют при относительно коротких валах. Из опыта эксплуатации известно, что в узлах с радиальными шарикоподшипниками а=0,2. . .0,5 мм.

В опорах схемы б могут быть применены и радиально-упорные подшипники. Так как эти подшипники более чувствительны к изменению осевых зазоров, то соотношение между величинами / и d для радиально-упорных подшипников не должно превосходить l/d=6. . .8. Меньшие значения относятся к роликовым, большие - к шариковым радиально-упорным подшипникам.

При установке вала по схеме г вероятность защемления подшипников вследствие температурных деформаций вала меньше, так как при увеличении длины вала осевой зазор в подшипниках, установленных по этой схеме, увеличивается. Схему г называют также осевой фиксацией «врастяжку». При установке опор вала врастяжку расстояние между подшипниками может быть несколько больше, чем в схеме враспор: l/d=8. ..10. Меньшие значения относятся к роликовым, большие - к шариковым радиально-упорным подшипникам. Более длинные валы устанавливать по схеме г не рекомендуется, так как вследствие температурных деформаций вала могут появиться большие осевые зазоры, недопустимые для радиально-упорных подшипников.

§ 5. ПРИМЕРЫ ЭСКИЗНЫХ ПРОЕКТОВ

После определения расстояний между деталями передачи, диаметров ступеней валов, после выбора типа подшипников и схемы их установки приступают к вычерчиванию редуктора или коробки передач.

Предварительно для своего задания учащийся отдельно выписывает следующие исходные данные для вычерчивания: межосевые рас-