Методическая разработка к уроку по дисциплине Техническая механика

Министерство образования Нижегородской области

ГБОУ СПО

Нижегородский автотранспортный техникум

Методические указания по технической механике

КОНСТРУИРОВАНИЕ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ

Разработал преподаватель Катина Е.И.

Рассмотрено и одобрено на заседании

комиссии общепрофессиональных

дисциплин, протокол №

Н Новгород

2013

Аннотация

Методические указания предназначены для студентов спец. 190631 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта».

Методические указания включают в себя теоретический материал, необходимый для выполнения практической работы «Конструирование подшипниковых узлов», которая предусмотрена рабочей программой учебной дисциплины, и 15-ти вариантов индивидуальных заданий для студентов.

Рассмотрены особенности конструирования подшипниковых узлов в различных схемах, применяемых в конструкциях редукторов, способы крепления колец подшипников на валу и в корпусе, способы регулировки, смазки подшипников, особенности применения уплотнительных устройств и др.

При выполнении практической работы студент в соответствии с вариантом своего задания изучает конструкцию подшипникового узла редуктора, пользуясь контрольными вопросами, приведенными в методических указаниях.

Содержание

1.Введение…………………………………………………………………… 4

2.Схемы установки подшипников…………………………………………...4

3.Крепление подшипников на валу и в корпусе…………………………….5. .

4.Регулирование осевого зазора в подшипниках……………………………7

5.Смазочные устройства и уплотнения………………………………………8

6.Корпусные детали редуктора……………………………………………...10.

7.Контрольные вопросы и задания………………………………………….13.

8.Список использованных источников……………………………………..14

9.Приложения………………………………………………………………...15

1.Введение

Подшипниковый узел состоит из корпуса, подшипника, деталей для фиксирования, а также устройства для смазывания.

Основное назначение подшипниковых узлов заключается в обеспечении вращения вала с малыми потерями на трение и передаче нагрузки от вала к корпусу. Кроме того, он должен исключить осевое смещение вала, нарушающее нормальную работу зубчатых и червячных колес, червяков и др.

В редукторах внутреннее вращающееся кольцо подшипника устанавливается на вал посадкой с небольшим натягом. Наружное кольцо соединяется с корпусом посадкой с очень малым зазором. Так устраняют возможное заклинивание тел качения и неравномерный износ дорожки качения на наружном кольце.

Конструкции подшипниковых узлов должны исключать также заклинивание тел качения при действии осевой нагрузки, теплового расширения валов, погрешностей изготовления.

В связи с этим в конструкциях применяют различные варианты схем установки подшипников качения на валах и в корпусах.

2. Схемы установки подшипников

По установке подшипников в корпусе редуктора различают подшипники (опоры) фиксированные и плавающие (рис.1).

Рис.1

На рис.2 показаны различные варианты схем установки подшипников качения на валах и в корпусе.

Рис.2

Для длинных валов применяют схемы а) и в). Схему в) используют для длинных валов при значительной осевой силе. Причем в схеме в) в фиксирующей опоре применяют сдвоеннные радиально-упорные подшипники, установленные одноименными торцами друг к другу, а в плавающей опоре ставят радиальный подшипник.

При относительно коротких валах применяется наиболее простая и часто используемая в машиностроении установка «враспор», схема б). В этой схеме

осевая сила будет восприниматься либо одной, либо другой крышкой подшипника. Для исключения защемления вала из-за нагрева при работе предусматривают зазор а=0,2-0,3мм.

При установке подшипников «врастяжку», схема г), опасности защемления вала нет, т.к. при увеличении длины вала осевой зазор в подшипниках увеличится. Эту схему применяют для коротких валов, но здесь затруднена регулировка подшипников.

3.Крепление подшипников на валу и в корпусе

При нагружении значительными осевыми силами посадка с натягом не может гарантировать надежную фиксацию внутреннего кольца подшипника на валу. Для предупреждения смещения кольца подшипника по валу, повышения точности установки применяют фиксацию шлицевой гайкой, различными шайбами (рис.3).

Фиксация подшипников в корпусе, по наружному кольцу, обычно осуществляется крышками подшипников - накладными или врезными.

Некоторые способы крепления колец подшипников в корпусе показаны на рис. 4.

Рис.3. Крепление на валу

а) шлицевой гайкой; б), в), г), д), е) шайбой

Рис.4. Крепление в корпусе

а) накладной крышкой; б) врезной крышкой; в), г), д) кольцами

4.Регулирование осевого зазора в подшипниках

В шариковых радиальных, радиально-упорных, роликовых радиальных подшипниках осевой зазор между телами качения и кольцами подшипников созданы при изготовлении подшипников. В роликовых радиально-упорных (конических) подшипниках зазор устанавливают при сборке. Зазор обеспечивает легкое вращение вала, а их отсутствие увеличивает сопротивление вращению, но повышает жесткость опор и точность вращения.

Зазоры в подшипниках создают и изменяют при сборке чаще всего осевым смещением наружных и внутренних колец.

Рис.5. Регулировка смещением наружных колец

а) набором прокладок; б) винтом; в) воздействием винта на шайбу

Рис.6.Регулировка смещением внутренних колец

а) шайбой 1; б) шлицевой гайкой

В некоторых конструкциях подшипниковых узлов применяют стаканы, например в узле вала-шестерни конической передачи на рис.7. С его помощью производят регулировку зубчатого зацепления.

Рис.7. Установка подшипников в стакане

5.Смазочные устройства и уплотнения

Для защиты от загрязнения извне и для предупреждения вытекания смазки подшипниковые узлы имеют уплотняющие устройства.

Контактные уплотнения надежны и имеют хорошие уплотняющие свойства. На рис.8 показаны контактные уплотнения сальникового и манжетного типа

Рис.8. Контактные уплотнения

На рис.9 показаны бесконтактные уплотнения - щелевые (рис.8, а) и лабиринтные (рис.8, б,в). Зазоры в канавках и лабиринтах заполняются пластичной смазкой.

Рис.8. Бесконтактные уплотнения

Для ограничения попадания в подшипниковую камеру жидкого масла из корпуса редуктора применяют вращающиеся шайбы (рис.9, а) или

маслосбрасывающие кольца (рис. 9,б)

При смазке подшипников пластичными материалами для защиты от вымывания жидким маслом из корпуса применяют мазеудерживающие кольца (рис. 9, в), специальные кольца и шайбы (рис.9, г,д).

На рис.10 показан ведущий вал-шестерня косозубой цилиндрической передачи.

Рис.9. Способы защиты подшипников

Рис.10. Вал в сборе: 1- крышка с уплотнением; 2- мазеудерживающее кольцо

6.Корпусные детали редуктора

Корпус служит для размещения в нем деталей передачи, для

предохранения этих деталей от загрязнения, организации системы смазки и

восприятия усилий, возникающих при работе. Соответственно функциональ-

ному назначению корпус должен быть достаточно жестким и прочным, обес-

печивать плотность соединений и, учитывая его сложную конфигурацию,

быть достаточно технологичным в производстве.

Наиболее полно отвечают этим требованиям литые корпуса. В качестве

материала обычно выбирают серый чугун.

Форма корпуса определяется очертаниями располагаемых в корпусе де-

талей с учетом требований технологичности, эксплуатации и технической

эстетики.

Для удобства монтажа корпус выполняют разъемным в плоскости осей

валов, т.е. состоящим из основания и крышки корпуса.

Плоскость разъема располагают параллельно плоскости основания кор-

пуса. Для образования прочного и жесткого соединения плоскость разъема

оформляют фланцами и бобышками. Плотность соединения обеспечивают за

счет высокой чистоты и точности обработки плоскости разъема, а также за счет покрытия поверхностей ла-

ком при сборке. Постановка мягких уплотнительных прокладок в плоскости

разъема не допустима.

Бобышки для подшипниковых гнезд предусматривают в местах уста-

новки подшипников, необходимо обеспечить достаточную жесткость их уста-

новки. Наружные диаметры бобышек выбирают в соответствии с наружными

диаметрами подшипников.

Рис.11. Редуктор цилиндрический в сборе: 1-крышка подшипника накладная глухая; 2-подшипник; 3-корпус; 4-зубчатое колесо; 5-ведомый вал; 6-болт;

7-шайба; 8-гайка; 9-крышка корпуса; 10-прокладка; 11-крышка смотрового окна; 12-рым-болт; 13-штифт; 14-крышка подшипника сквозная; 15-вал-шестерня; 16-маслоуказатель; 17-сливная пробка; 18, 19-распорные кольца

Ребра жесткости располагают на наружной поверхности корпуса у бо-

бышек под подшипники для повышения жесткости корпуса.

Смотровое окно служит для контроля сборки и периодических осмот-

ров редуктора при эксплуатации.

Контроль за уровнем масла осуществляют с помощью маслоуказателя.

Различают маслоуказатели а) - жезловые, в) - трубчатые, б) - фонарного или

г) - кранового типа (рис.12).

Рис.12

Отверстия для маслоспуска и маслоуказателя предусматривают на од-

ном из торцов стенки основания корпуса. Нижную кромку маслоспускного

отверстия располагают на уровне днища, которое выполняют с уклоном 1...2

град. в сторону отверстия. У самого отверстия в отливке предусматривают

местное углубление для лучшего стока масла и отстоя, а также для выхода

инструмента при обработке.

С наружной стороны оба отверстия оформляют соответствующими бо-

бышками. Отверстия имеют внутреннюю резьбу под пробку и маслоуказа-

тель. Сливное отверстие закрывают пробкой.

При длительной работе редуктора в связи с нагревом масла и воздуха

повышается давление внутри корпуса, что приводит к просачиванию масла

через стыки и уплотнения. Чтобы избежать этого, устанавливают отдушины,

как правило, в крышку смотрового окна.

Для подъема и транспортировки крышки редуктора или собранного

редуктора применяют проушины, отливая их заодно с крышкой

или рым-болты.

7.Контрольные вопросы и задания

1. Какими способами крепят подшипники в корпусе?

2. Какие предусматривают способы крепления подшипников на валах?

3. Как производят регулирование осевого зазора в подшипниках?

4. В чем особенности установки подшипников на промежуточном валу

редуктора?

5. Какие рекомендуют применять крышки подшипников?

6. Какие типы уплотнений существуют? Как их подразделяют по прин-

ципу действия?

7. В каких случаях целесообразно применение уплотнения: а) манжет-

ного б) щелевого в) лабиринтного?

8. Перечислите способы защиты подшипников.

9. Каково назначение смотрового окна в редукторе?

10. Что предусмотрено для контроля уровня масла в редукторе?

11. Какие различают маслоуказатели?

12. Объясните назначение отдушины в редукторе.

13. Что предусматривают для транспортировки редуктора?

14. Какие детали и узлы необходимы для сборки редуктора?

15.Изучите схему чертежа редуктора вашего индивидуального задания. Подготовьте сообщение о его конструкции в соответствии с контрольными вопросами 1 - 14.

8.Список использованных источников

1.Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин. Издательство

Альянс, 2005

2.Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. Калининград, Янтарный сказ, 2003

3.Эрдеди А.А., Эрдеди Н.А. Детали машин. М., 2008

4.Интернет-ресурсы

9.Приложения

Задание 1.Редуктор конический

Задание 2.Редуктор цилиндрический вертикальный

Задание 3.Редуктор червячный

Задание 4.Редуктор червячный

Задание 5.Редуктор цилиндрический вертикальный

Задание 6.Редуктор червячный

Задание 7.Редуктор цилиндрический горизонтальный

Задание 8.Редуктор червячный

Задание 9.Редуктор цилиндрический вертикальный

Задание 10.Редуктор червячный

Задание 11.Редуктор цилиндрический горизонтальный

Задание 12.Редуктор конический

Задание 13. Редуктор цилиндрический вертикальный.Задание 14. Редуктор червячный. Задание 15. Редуктор конический