Конструирование опор валов конических шестерен

В узлах конических передач широко применяют консольное закрепление вала-шестерни (рис. 23.5 а, б, в). Конструкция узла при этом получается простой, компактной и удобной для обслуживания и регулировки. Недостатком такой конструкции является повышенная концентрация нагрузки по длине зуба шестерни.

Если шестерню расположить между опорами (рис. 23.5 г), то концентрация нагрузки уменьшится за счет уменьшения прогиба вала, однако конструкция узла и конического колеса существенно усложниться. Такая схема на практике применяется редко.

В силовых конических передачах преимущественное распространение имеет установка подшипников «врастяжку» (рис. 23.5).

Эта схема обеспечивает повышенную жесткость ведущего вала и подшипники гарантированы от заклинивания при расширении вала.

Рис. 23.5. Схемы опор ведущего вала конической передачи

Для радиально-упорных подшипников радиальная реакция считается приложенной к валу в точке пересечения его оси с нормалью, проведенной через середину контактной площадки на кольцах подшипника. В этой схеме соотношение b/a при тех же габаритах удается сделать больше. При конструировании стремятся получить:

D ³ 1,3a; b/a = 2…2,5.

Для уменьшения изгибающего момента, действующего на вал, конструктор стремится получить минимальное расстояние «а». В этой схеме это удается и узел получается весьма компактным.

Недостатком этой схемы «врастяжку» является то, что ближний к шестерне конический подшипник нагружен большей радиальной силой, кроме того, он же воспринимает и осевую нагрузку. Поэтому в ряде случаев этот подшипник делают большего диаметра.

В этой конструкции (рис. 23.6) осевой зазор в подшипниках регулируют круглой шлицевой чашкой 4, а осевое положение вала-шестерни – набором тонких металлических прокладок 2 межу корпусом и фланцем стакана.

Рис. 23.6. Установка подшипников «врастяжку»

Типовая конструкция вала конической шестерни фиксированного по схеме «враспор» (рис. 23.7) имеет значительные осевые размеры при соблюдения соотношения b/a = 2…2,5.

Однако, в этой схеме, осевая нагрузка воспринимается дальним от шестерни подшипником, на который действует меньшая радиальная нагрузка. Подшипники нагружены более равномерно.

Регулировка подшипников осуществляется набором прокладок 1, а зацепления – набором прокладок 2.

При проектировании узла конической шестерни угол наклона зубьев и направление вращения выбирают одинаковыми, чтобы осевая сила в зацеплении была направлена от вершины делительного конуса.

Рис. 23.7. Установка подшипников «враспор»