Примеры установки валов.

Типовая конструкция вала предполагает его установку в двух подшипниковых опорах. По способности фиксировать осевое положение вала опоры разделяют на фиксирующие и плавающие. В фиксирующих опорах конструктивно обеспечивается предотвращение осевых перемещений вала в обоих направлениях. В схеме (рис. 12.6) левая опора является фиксирующей: внутреннее кольцо подшипника зажато между заплечиком вала и резьбовой гайкой; наружное поджато к фланцу корпуса привертной крышкой. В правой опоре наружное кольцо подшипника имеет возможность осевого перемещения, а внутреннее кольцо зафиксировано на валу втулкой и пружинным кольцом.

Рис. 12.6. Схема крепления вала в подшипниках качения с плавающей опорой

В схеме на рис. 12.7 (компоновка «враспор») обе опоры являются фиксирующими: внутренние кольца подшипников имеют односторонний упор в виде заплечика вала или распорной втулки, а наружные опираются на фланцы привертных крышек.

Рис. 12.7. Схема крепления вала в подшипниках качения с фиксирующими опорами

Некоторые типовые конструкции установки подшипников качения показаны на рис. 12.8. Для фиксации внутренних колец подшипников использованы: гайка круглая шлицевая со стопорной многолапчатой шайбой (а), гайка корончатая (б) со шплинтом, концевая шайба (в), кольцо пружинное (г) с невыпадающим штифтом (д). Показана установка наружных колец подшипников: посредством пружинного внутреннего кольца (б), привертной крышки (в), прижимного кольца (г) и крышки-вкладыша (д) с упорным винтом.

Примеры выполнения чертежей вала и вала-шестерни

• (рис. 12.9, 12.10). Для удобства чтения чертежа все сведения, необходимые для изготовления детали, располагают следующим образом:
• • осевые линейные размеры — под изображением детали на минимальном числе уровней (2...5);
• • условные обозначения баз — под изображением детали;
• • условные обозначения допусков формы и расположения — над изображением детали на одном-двух уровнях;

• условные обозначения параметров шероховатости — на верхних границах изображения, а для торцевых поверхностей — под изображением детали на выносных линиях.

Рис. 12.8. Типовые конструкции крепления подшипников качения

Технические требования записывают над основной надписью или при недостатке места левее основной надписи в таком порядке.

• 1. Требования к материалу, заготовке, термической обработке.
• 2. Указания о справочных и других размерах, не указанных на изображении.
• 3. Предельные отклонения неуказанных размеров.
• 4. Допуски формы и расположения элементов, для которых не нормированы стандартом условные графические знаки.
• 5. Требования к качеству поверхностей — указания об отделке и покрытиях.

На чертеже вала задают габаритные (Г), присоединительные (П), функциональные (Ф), сопряженные (С) и координирующие (К) размеры. Отдельные размеры — справочные.

Рис. 12.9. Схема простановки размеров на рабочем чертеже вала

Рис. 12.10. Схема простановки размеров на рабочем чертеже вала-шестерни

Цилиндрические цапфы осей могут выполняться гладкими сплошными, гладкими полыми или иметь конструктивные особенности в зависимости от способа их фиксации в опорах. Типовые конструкции крепления цилиндрических осей в опорах даны на рис. 12.11.

Рис. 12.11. Типовые конструкции крепления цилиндрических осей в опорах: а — распорной втулкой; б — клеммным зажимом; в — стопорным винтом; г — накладкой-скобой; д — пружинной шайбой; е — проволочным кольцом; ж — з — накладками на лысках; и — штифтом и посадкой на рифление; к — концевой шайбой

Размеры концов цилиндрических осей (рис. 12.12) приведены в табл. 12.4.

Таблица 12.4

Концы цилиндрических осей (рис. 12.12), мм

Окончание

Рис. 12.12. Концы цилиндрических осей

Конические цапфы вертикальных осей выполняют односторонними (рис. 12.13), горизонтальных осей — двусторонними (опоры на центрах — рис. 12.14). Вертикальные конические цапфы применяют преимущественно в точных астрономических и геодезических приборах. Конусность оси выбирают в пределах 1:5... 1:10 при среднем диаметре конуса, составляющем 0,5...0,7 длины конуса. Углы конуса менее 2°30’ не применяют во избежание заклинивания осевой системы.

Рис. 12.13. Коническая цапфа вертикальной оси

Рис. 12.14. Опоры на центрах

Опоры на центрах применяют для легких деталей, требующих точного центрирования. Размеры центровых отверстий для установки горизонтальных опор даны в табл. 12.5.

Таблица 12.5

Размеры центровых отверстий (рис. 12.14), мм

Оси на шаровых опорах обеспечивают, кроме вращения, возможность поворота оси вокруг шаровой цапфы. Угол конуса втулки а составляет 30 или 45°. Возможно использование посадки шаровой цапфы во втулку с гнездом сферической формы, причем радиусы сфер цапфы и гнезда втулки равны. Основные размеры шаровых цапф приведены в табл. 12.6 (рис. 12.15).

Таблица 12.6

Основные размеры шаровых цапф (рис. 12.15), мм

Рис. 12.15. Сферические опоры

Разновидностью шаровой опоры является опора на шпиле (рис. 12.16), где контактирующие поверхности имеют сферическую форму, но с разными радиусами кривизны. Угол конусной части равен 60°, радиус сферической поверхности в вершине R = 0,025...0,2 мм. Ось опирается на подпятник (подушку) с углом конуса 90° и радиусом сферы Ri = (4... 10)R. Опору применяют при вертикальном и горизонтальном положении в устройствах с минимальным моментом трения. Такие опоры, называемые кернами, изготовляют из инструментальных сталей У10А, У12А с закалкой до твердости > 50HRC; для изготовления подпятников применяют искусственные камни типа агата, сапфира, рубина или ситалла и другого специального стекла.

Рис. 12.16. Ось с опорой на шпиле

Материалы валов и осей. Валы и оси изготовляют преимущественно из конструкционных сталей марок 20, 30, 35, 40 и 45 и обыкновенных углеродистых сталей СтЗ, Ст4, Ст5, Стб без термообработки. Для валов с термообработкой применимы стали 20Х, 45Х, 12ХНЗА, 40ХН, 30ХГТ и др. Оси измерительных приборов, часовых и других механизмов изготовляют из сталей У7, У8 и У12, из нержавеющей стали, бронзы марок БрАМп9-2, БрКМцЗ-1, БрОЦ4-3, БрБ2 и др. В конструкциях электромеханических приборов для валиков и осей используют алюминиевые сплавы марок Д1, Д16, Д16Т, Б95, АД1, а также пластмассы (текстолит, волокнит) и керамические материалы.