Файл: Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов.pdf

Г Л А В А 1 б

НАПРАВЛЯЮЩИЕ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

15.1. КЛАССИФИКАЦИЯ Н А П Р А В Л Я Ю Щ И Х

По виду трения различаются направляющие вращательного движения с трением скольжения, трением качения и с трением упругости (применение последних становится возможным, если относительное движение является качательным). В опорах с жид­ костной или газовой смазкой поверхности цапфы и подшипника отделены друг от друга слоем смазки и в непосредственное сопри­ косновение друг с другом не вступают. Опоры вращения в приборо­ строении отличаются большим разнообразием конструкций и при­ меняемых материалов, что продиктовано различием требований к опорам и условиями их работы. Конструкции и расчету опор вра­ щательного движения посвящены работы С. Т. Цуккермана [131 ], М. П. Ковалева [38], И. М. Сивоконенко и К. Н. Явленского [38, 113], Гильдебрандта [150] и др.

В табл. 15.1 представлены схемы направляющих вращатель­ ного движения и их качественная оценка по следующим парамет­ рам: а) точность сохранения положения оси вращения; б) чувстви­ тельность к температурным изменениям; в) нагрузочная способ­ ность; г) стойкость против износа; д) момент трения; е) стоимость. Для оценки качества опор предусмотрены пять категорий (I—V). Категория I соответствует наиболее высокому качественному по­ казателю по рассматриваемому параметру. Аналогичные таблицы были ранее представлены в работах С. Т. Цуккермана [131 ], И. М. Сивоконенко и К. Н. Явленского [150].

15.2. ТОЧНОСТЬ Н А П Р А В Л Я Ю Щ И Х

Чаще всего установка вала производится на двух подшипниках. Смещение одного подшипника относительно другого, зазор между цапфой и подшипником приводят к перекосу оси вращения вала (рис. 15.1) и к смещению центра С его базового сечения (к децентрировке). Под базовым понимается сечение, определяющее установку на валу отсчетного элемента.

Используя принцип независимости действия погрешностей, влияние относительного смещения подшипников и зазоров между посадочными диаметрами цапф и подшипников рассмотрим раз­ дельно. При этом пренебрежем размерами b и d опор (рис. 15.1 и 15.2), учитывая малость этих размеров по отношению к базе L .

Пусть вследствие смещения Де одного из подшипников ось вала из положения I — / перешла в положение / / — / / (рис. 15.1).

> 0

Перекос оси вала и смешение центра С базового сечения опреде­ ляются так:

а пунктирными линиями — положение опор при наличии зазоров. Направления смещений цапф в опорах определяются направле­ ниями реакций в точках А я В. При указанных на рис. 15.2 на­

Суммарный перекос оси вала и суммарное смещение центра С базового сечения составят

Из приведенных формул следует, что при прочих равных усло­ виях увеличение базы L способствует уменьшению перекоса оси вала. Смещение центра С базового сечения зависит от величины базы L и значения 1С, опре­

деляющего положение ба­ зового сечения вала по отношению к опоре А. При фиксированных значениях 6А, б в и Ае можйо указать такое отношение значений

чается — - = 0,5.

При изменении направления относительного смещения Ае под­

вала и смещения центра С базового сечения достигается: а) назна­ чением более жестких допусков для цилиндрических направляю­ щих машиностроительного типа; б) затяжкой шарикоподшипников в опорах с трением качения (это сопровождается, однако, увеличе­ нием собственных потерь на трение и увеличением упругого мерт­ вого хода).

При установке вала в одном подшипнике скольжения (рис. 15.3) базой L является длина опорной поверхности подшипника. При малой величине базы L и наличии зазора под действием силы Q, смещенной относительно опоры, возникают большой перекос и децентрировка вала. Дл я уменьшения таких погрешностей в ряде