Инженер начинается в школе

Детали и передачи вращательного движения

В любом механизме, приборе и машине часть деталей в процессе работы должна перемещаться относительно друг друга. Характер движения, степень подвижности соедине­ния и его точность зависят от вида и назначения соедине­ния.

Наиболее распространенным видом движения в технике является вращательное. Вращающиеся детали имеются в любой машине. Движение можно передавать при помощи жесткой или гибкой связи. Так что инженеру постоянно приходится конструировать и изготавливать детали различ­ных передач.

Вращательное движение деталей машин является самым распространенным, так как: 1) его легко сделать непрерыв­ным; 2) при нем легче достигается равномерность хода; 3) его легче всего осуществить; 4) потери на трение при нем меньше, чем при других видах движения; 5) его молено вы­полнить в виде весьма компактной конструкции.

Детали вращательного движения подразделяются на: 1) детали для поддержания и соединения вращающихся ча­стей машин (сюда относятся: цапфы, оси, валы, подшип­ники, муфты, пяты и пр.); 2) собственно передачи: фрикцион­ные, зубчатые, червячные, ременные, цепные, канатные (эти сейчас почти не применяются). Передачи основаны либо на трении вращающихся частей при их непосредственном соприкосновении, либо на нажатии одних твердых частей деталей передачи на другие.

Детали и передачи вращательного движения

Оси служат для поддержания вращающихся на них или вместе с ними различных деталей машин (например, перед­няя ось велосипеда и ось железнодорожного вагона).

Валы не только поддерживают детали, вращающиеся вместе с ними, но и передают движение при помощи этих деталей другим деталям. Например: вал привода коробки скоростей токарного станка, несущий на себе шестерни, пе­редает с их помощью вращение мотора шпинделю. Валы, как и оси, могут быть сплошными или полыми.

Та часть вала, которая опирается на опору, когда нагру­зка направлена перпендикулярно его оси, называется цап­фой, а та часть вала, которой он опирается на опору, когда нагрузка направлена вдоль его оси, называется пятой.

Опоры валов и осей, в которых помещаются цапфы, назы­ваются подшипниками, а те, в которых располагаются пяты, называются подпятниками.

Детали, при помощи которых соединяют концы разных валов, называются муфтами.

Цапфы. Если цапфа (рис. 53) расположена на конце ва­ла, ее называют концевой (I, IV, V), если посредине— назы­вают шейкой (II—III). Цилиндрическая поверхность цапфы и ее торцовая, прилегающая к опоре поверхность должны быть очень тщательно отшлифованы. Переход от поверхности вала к поверхности цапфы должен быть плавным, тщательно закругленным. Прямой или острый угол в месте перехода значительно ослабит прочность вала.

Рис. 54. Пяты.

Пяты (рис. 54) — это те части вала, которыми он опи­рается на подпятники. Пяты бывают плоские (I), кольцевые (II), шаровые (III), вставные (IV) и гребенчатые (для очень больших усилий). В кольцевой пяте выточку можно исполь­зовать для подвода масла. Шаровая пята применяется в тех случаях, когда она должна допускать отклонение вала на некоторый угол. Вставная пята при повреждении ее ра­бочей поверхности может быть заменена новой без замены всего вала.

Подпятники служат опорами для валов, препят­ствуя их смещению от усилий, действующих вдоль оси. По­верхность подпятника скольже­ния должна соответствовать форме поверхности пяты.

Детали и передачи вращательного движения

Детали и передачи вращательного движения

В тех случаях, когда осевое давление невелико, например вдоль оси шпинделя токарного станка по дереву, вместо под­пятников можно надевать на вал установочные буртики или коль­ца. Установочный буртик наде­вают в горячем состоянии, а установочные стопорные кольца являются съемными. Кольцо (рис. 55) устанавливают на валу в нужном месте во время пред­варительной сборки И сверлят рис> 55 Установочные в нем перпендикулярно оси кольца.

Вала два отверстия так, чтобы сверло прошло насквозь через кольцо и на несколько миллиметров вошло в те­ло вала. Оси отверстий должны быть расположены под углом в 90—135° друг к другу. После сверления коль­цо снимают, в отверстиях нарезают резьбу, очень акку­ратно зачищают заусенцы и прилегающую сторону коль­ца. Затем производят окончательную сборку, закрепляя кольцо стопорными винтами. Удерживающий конец винта должен иметь ту же форму, что и отверстие под него в теле вала. Головки винтов обязательно должны быть для без­опасности утоплены в теле кольца.

Муфты являются соединительными устройствами для валов, концы которых подходят друг к другу вплотную или на очень близкое расстояние. Обычно валы расположены на одной оси или под углом, а их концы выполнены так, чтобы они могли передавать вращение от одного вала к другому.

Муфты применяются для составления длинных валов, для включения одной из частей вала, для соединения валов с частями приводных механизмов — шкивами ременной пере­дачи, зубчатыми колесами и прочее. По условиям работы муфты разделяют на неразъемные и разъемные. При помощи первых сцепление и расцепление валов может быть произве­дено только при остановке движения (вращения) и разборке самих муфт. При помощи разъемных муфт сцепление и рас­цепление валов производится без разборки муфт, на ходу передачи. Такой, например, является фрикционная муфта включения коробки скоростей токарного станка.

Для примера рассмотрим упругую дисковую муфту (рис. 56), с помощью которой соединяют вал двигателя с Ба­лом насоса, кулачковую муфту (рис. 57), применяемую в ко­робках скоростей, и шарнирную муфту (муфту Гука) (рис. 58), которую называют также карданным соединением. С ее помощью соединяют валы, расположенные под углом друг к другу, причем угол изменяется в процессе работы. Карданная муфта передает вращение от двигателя авто­мобиля к его ведущим колесам, от двигателя трактора к различным агрегатам, от коробки подач фрезерного станка к механизму подачи его стола, да и вообще используется в технике весьма широко.

Упругая дисковая муфта (рис. 64) состоит из двух поло­вин, каждая из которых надевается на конец своего вала и соединяется с другой половиной при помощи 6 или 8 бол-

Рис. 56. Упругая дисковая муфта.

Тов. Отверстия под болты в одной из половин сверлят боль­шего диаметра, так как кроме болтов в них входят еще и ко­жаные или резиновые кольца-прокладки, которые смягчают удар при включении двигателя. На концах валов половин­ки муфты крепятся с помощью призматических шпонок.

Кулачковая муфта состоит из двух (реверсивная — из трех) частей. В их торцах, обращенных друг к другу, про - фрезерованы пазы. Одна из частей муфты может перемещать­ся вдоль вала и таким образом соединяться или разъединя­ться с другой, передавая или не передавая ей движение. Работа кулачковой муфты хорошо видна в коробке скоро­стей токарного станка. На рисунке 57 показана простейшая кулачковая муфта с двумя кулачками.

Шарнирная муфта Гука (рис. 58) состоит из двух поло­вин — «вилок», насаженных на концы вала с помощью шпонок. Между ними нахо­дится кольцо, соединенное с вилками при помощи болтов.

Детали и передачи вращательного движения

Из разъемных муфт наи­большее применение имеют фрикционные муфты. Они бы­вают с осевым ()) и радиаль­ным нажатием (2) (рис. 59). Первые требуют постоянного нажатия в течение всего време - Рис< 57, простейшая кулачко - ни передачи движения, это на - вая муфта,

Детали и передачи вращательного движения

Рис. 58. Шарнирная муфта Гука.

Жатие осуществляется пружиной. Такие муфты применяю­тся, например, в приспособлениях для нарезания резьбы в глухих (несквозных) отверстиях. Пружина, отрегулирован­ная на определенное усилие, вращает держатель с мет­чиком, нарезающим резьбу в отверстии, но как только метчик упирается в дно отверстия, держатель начинает про­вертываться вхолостую. Вторые (радиального нажатия) —

Детали и передачи вращательного движения

Рис. 59. Фрикционные муфты: i — дисковая; ii — коническая.

Требуют усилия только в момент включения и вы­ключения. Так, например, работает муфта, соединя­ющая приводной шкив ко­робки скоростей с ее веду­щим валом на токарном станке.

Подшипники поддержи­вают валы при радиальной нагрузке, то есть когда на­грузка направлена перпен­дикулярно оси вращения. Примером являются под­шипники, в которых вра­щается шпиндель токарно­го станка. Они восприни­мают вес самого шпинделя, насаженных на него дета­лей, вес патрона и других приспособлений.

Подшипники и подпят­ники в зависимости от воз­никающего в них рода тре­ния разделяются на: 1) подшипники и подпятники скольжения (рис. 60) и 2) подшипники и подпятники

Качения. В первых цапфы осей и валов помещаются в неподвижных вкладышах и при своем вращении скользят относительно их. Во вторых цапфы и пяты осей и валов опи­раются на специальные тела вращения — шарики или ро­лики и при своем вращении катятся по ним.

У подшипников и подпятников скольжения корпус обыч­но изготовляют из чугуна, он бывает целым или разъем­ным. Его верхняя часть называется крышкой, нижняя — подушкой. В корпус вставляют вкладыши из антифрикцион­ных материалов или из пластмасс. Вкладыши необходимо закреплять, чтобы они не имели осевого перемещения и не вращались.

Детали и передачи вращательного движения

Рис. 60. Подшипники скольжения: / и ii — без вкладышей на конце­вых цапфах; iii и iv — с цельными бронзовыми вкладышами.

Отверстие вкладыша должно точно прилегать, к цапфе по всей ее длине. Поэтому отверстие нужно тщательно растачи-

Детали и передачи вращательного движения

Рис. 61. Приспособления для густых смазок: / и II — масленка Штауфера; iii —тавотница с пружинной крышкой.

Вать, а еще лучше после расточки и развертывать. Оно дол­жно получиться при этом строго соосным с наружным диа­метром вкладыша, и потому его необходимо обрабатывать целикохМ с одного установа в патроне токарного станка. Если же вкладышей несколько, то следует сначала на всех обработать отверстия, а затем, на оправке,— наружные их диаметры.

Смазку вкладыша производят мазями, например, таво­том (если в цапфе большое давление, сильный нагрев и ра­бота идет с перерывами), и маслами (во всех остальных слу­чаях). Для смазки в стенке вкладыша делают отверстие, перпендикулярное его оси, а от него вдоль отверстия вкла­дыша прорубают спиральные канавки, не доводя их до тор­цов (боковых поверхностей) вкладыша, чтобы масло не вы­текало. Для смазки мазями в теле подшипника (подпятника) сверлят отверстие, в котором нарезают резьбу и ввертывают масленку. В масленку набивают мазь, которую выдавли­вают к смазываемым поверхностям периодически: маслен­кой Штауфера с крышкой на резьбе (рис. 61—I и 61—И) или непрерывно — из тавотницы с пружинной крышкой (рис. 61—III).

Смазку вкладыша маслом можно производить и по-дру­гому: при помощи масляной ванны (как смазывают шестерни в коробке скоростей токарного станка), при помощи фитиля

(благодаря его капиллярно­сти), через капельницу и пе­риодической смазкой из обыч­ной масленки.

О приспособлениях для смазки и смазочных канавках юные техники, к сожалению, нередко забывают.

Подшипники качения яв­ляются одним из наиболее массовых видов изделий, из­готовляемых и применяемых в машиностроении. В под­шипниках качения вращают­ся шпинели станков, валы электромоторов, валы авиа­ционных и автомобильных двигателей, на них катятся велосипеды и автомобили и т. д.

Подшипники качения не рассчитывают, а подбирают по ГОСТу в зависимости от: 1) величины и направления на­грузки (радиальная, осевая или комбинированная); 2) ха­рактера нагрузки (постоян­ная, переменная, ударная); 3) числа оборотов вращающегося кольца подшипника; 4) усло­вий работы подшипника (лег­кость сборки, перекосы вала ит. д.); 5) необходимой дол­говечности.

Все подшипники качения подразделяются на шарико­вые и роликовые. Те и другие в основном делятся на: 1)ра-

Рис. 62. Основные виды шарико­подшипников.

Рис. 63. Основные виды роликоподшипников.

Диальные (опорные), предназначенные для восприятия ра­диальных усилий; 2) упорные (подпятники) — для вос­приятия осевых усилий и 3) радиально-упорные, пред­назначенные для одновременного восприятия радиальных и осевых усилий. Все подшипники качения — неразъем­ные. Их устанавливают на концах вала. Роликовые под­шипники применяют для очень больших нагрузок.

Обычно подшипник качения состоит из колец, между которыми помещаются шарики или ролики, самих шариков или роликов и сепаратора, который их разделяет и удержи­вает на одинаковом расстоянии друг от друга. Одно из ко­лец запрессовывается в охватывающую деталь (например, крышку электромотора или корпус велосипедной втулки), а другое надевается на охватываемую (например, вал элек­тромотора или ось велосипедного колеса). При вращении охватываемой детали она катится вокруг охватывающей детали на шариках или роликах подшипника. В этом и со­стоит, как говорится, «весь фокус».

Шариковые подшипники бывают одно - и двухрядные. Вторые допускают небольшое отклонение оси вала от оси вращения.

На рисунке 62 показаны основные ви^ы шарикоподшип­ников— несамоустанавливающиеся: I — радиальный, III — Упорный односторонний, V — упорный двусторонний; са­моустанавливающиеся: II — радиальный, IV — упорный

Односторонний, VI — упорный двусторонний; VII — ради - ально-упорный; VIII — сепаратор для шариков одноряд­ного подшипника.

Основные виды роликоподшипников приведены на ри­сунке 63. Несамоустанавливающиеся: I — с короткими ци­линдрическими роликами; II — с длинными цилиндриче­скими роликами; III — с витыми роликами; IV — игольча­тый. Самоустанавливающиеся: V — с бочкообразными ро­ликами; VI — радиально-упорный.

В качестве смазки для подшипников качения, вращаю­щихся с небольшим числом оборотов (например, в металло­режущих и деревообрабатывающих станках и электромото­рах), служат тавот и другие густые смазки. На производстве такую смазку меняют примерно через 3000 часов работы.

При скоростях в несколько тысяч оборотов в минуту подшипники сильно нагреваются и их подвергают принуди­тельному охлаждению жидким маслом, подаваемым насосом.

Инженер начинается в школе

Формулировка предмета изобретения

Формула изобретения. 1. Дыхательный автомат аква­ланга, содержащий камеру с клапаном и кинематически сочлененной с ним системой ры­чагов мембраной, служащей для подачи в камеру свежего воздуха при вдохе, и компенсатор давления …

Пример заявки на изобретение

Наименование предприятия-заявителя или фами­лия, имя и отчество автора (авторов), если послед­ний являетсяJ заявителем. Название изобретений. Вводная часты область техники, к которой относится предполагаемое изобретение «ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АВТОМАТ АКВАЛАНГА. Изобретение от­носится к …

Звездные часы&quot

Если взглянуть на проблему становления человечества исторически, то можно утверждать: человек начался с изоб­ретательства. Изобретательство — самое древнейшее заня­тие человечества, потому что само человечество только через последовательную цепь изобретений и …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.