D– диаметр вала, мм (для конического конца принимают d = d_ср);

h– высота шпонки, мм; t₁ – глубина врезания шпонки в паз вала, мм.

Размеры h и t₁ принимаются для стандартной шпонки в зависимости от диаметра вала по таблице 2 [1, c.488];

[σ_см] = 110…190 Н/мм²- допускаемое напряжение смятия для стальных шпонок (например, сталь 45,… Ст.6).

Таблица 2

Шпонки призматические (ГОСТ 23360-78). Размеры, мм
<

Диаметр вала d	Сечение шпонки bxh	Глубина паза		Длина l
		Валаt1	Втулкиt2
12…17	5 x 5	3,0	2,3		10 - 56
17…22	6 x 6	3,5	2,8		14 - 70
22…30	8 x 7	4,0	3,3		18 - 90
30…38	10 x8	5,0	3,3		22 - 110
38…44	12 х 8	5,0	3,3		28 - 140

---

---

2.2. Конструирование выходного вала

Для редукторов общего назначения при крупносерийном производстве рекомендуется проектировать гладкие валы, т.к. места перехода с одного диаметра на другой являются концентраторами напряжений. При этом участки вала, которые служат для посадки на них деталей, должны иметь соответствующие допуски.

В тех случаях, когда посадочные участки отдалены от конца вала, установка деталей становится затруднительной, и тогда проектируют ступенчатые валы.

Выходные валы также имеют концевой участок, а в средней части вала между подшипниками размещают зубчатое колесо. В сопряжении колеса с валом должна быть использована посадка с большим натягом. Подшипники могут упираться в заплечики вала или в дистанционные втулки.

На участках, предназначенных для неподвижных посадок деталей, применяют поля допусковm6, k6, t6со скосами для облегчения монтажа [1,с.144, c.518-519, c.387-388]. Участки, через которые должна проходить деталь при сборке конструкции, выполняют с допусками, обеспечивающими зазор, например, d9, h9. Примеры конструирования тихоходного вала изображены на рис.4и 5.

Для того чтобы снизить концентрацию напряжений в местах перехода с одного диаметра на другой иногда делают галтели, радиус которых rпринимается по таблице 3 в зависимости от диаметра d_i участков[2, c.168].

Таблица 3

di,мм	15-30	30-45	45-70	70-100
r,мм	1,0	1,0	1,5	2,0

Диаметр выходного конца тихоходного вала был определен ранее, в разделе «Расчет энергосиловых параметров привода». Если на выходной вал редуктора устанавливается соединительная муфта, то диаметр выходного конца вала должен быть согласован с внутренним диаметром стандартной муфты. Чаще всего на выходном валу устанавливается жесткая компенсирующая муфта, например, зубчатая (ГОСТ 5006-94). На выходной конец вала устанавливают зубчатую полумуфту. Конструкция зубчатых муфт позволяет компенсировать радиальные

---

, осевые и угловые смещения валов. Угол перекоса осей, соединяемых зубчатыми муфтами, допускается в пределах полутора градусов [4,c.379-380].

Основные размеры участков тихоходного вала определяются аналогично размерам быстроходного, за исключением участка, на который устанавливается зубчатое колесо (рис.4).

Для выходного вала диаметр dбыл определен в разделе «Энергосиловые параметры привода» из расчета на кручение. Диаметр посадочной поверхности подшипника определяем по соотношению, обеспечивающему установку подшипника без съема шпонки [1,c.261].

d_П =d + 2t₂+1

Размер t₂принимается по таблице 2 в зависимости от величины диаметра d. Если нет ограничений для демонтажа шпонки, то ориентировочно можно принять d_П =d + 4…6мм.

Полученное расчетное значениеd_Покругляем до ближайшего большего, согласованного с диаметром внутреннего кольца подшипникапо ГОСТ 8338-75 и ГОСТ 7242-81 [1,c.481; 2,с.392-394].

Определяем посадочный диаметр участка вала под колесо[1,c.45]

d_В≥d_П + 3r;

(Значение rпринимаем по табл.1. Здесь r – координата фаски подшипника, а не радиус галтели!)

Расчетное значение d_В округляем до ближайшего большего стандартного по ГОСТ 6636-69 [1,c.452]. Диаметр d_Вв дальнейшем используется при проектировании зубчатого колеса.

Если проектируем конический конец выходного вала, то размеры участков вычисляются так же, как для быстроходного вала:

длина посадочного конца l_M = 1,5d;

длина цилиндрического участка l = 0,15d ;

диаметр резьбы d_р = 0,9 (d - 0,1·l_M);

длина резьбы l_р = 1,2 d_р .

В том случае, если проектируем цилиндрический выходной конец, то длины участков также определяются следующим образом:

длина участка подмуфту l_М = 1,5d ;

длина промежуточного участка l_П = 1,4d_П ;

В – ширина кольца подшипника.



Рис.4. Конструирование тихоходного вала

Длина участка вала под колесо l_ст должна соответствовать длине ступицы колеса. Предварительно можно принять эту величину равной ширине зубчатого венца l_ст= b₂, считая, что колесо будет иметь цилиндрическую форму. Затем следует проверить величину

---

l_ст, проверив на смятие шпонку, соединяющую тихоходный вал с колесом.



Если полученная величина l_ш получится больше, чем b₂ , то следует увеличить длину участка вала под колесо (рекомендуется принимать соотношение l_ст= 1,2…1,5b₂). Таким образом, конструкция колеса уже не будет цилиндрической за счет увеличения длины ступицы.

В том случае, если в результате расчета l_ст>>b₂ , то возможно предусмотреть установку двух шпонок под углом 120^о, а колесо в этом случае будем проектировать цилиндрической формы.



ПРИМЕР:

Расчетный диаметр выходного конца вала d = 32мм. Проектируем вал с цилиндрическим выходным концом.

Длина участка под полумуфту

l_М = 1,5d =32 ∙1,5 =48мм; принимаем 50мм.

Диаметр участка вала под подшипник

d_П =d + 2t₂+1= 32 + 2∙3,3+1 =39,6мм.

Принимаем размер, кратный 5-ти; d_П= 40мм.

Определим номер подшипника. Для этого разделим диаметр d_П на 5.

Результат (40 : 5 = 8) соответствует подшипнику208 (легкой серии) или подшипнику 308(средней серии).

Длина промежуточного участка (между выходным концом и колесом) – это участок, на котором устанавливают подшипник. Вычисляем по формуле l_П = 1,4d_П= 1,4 ∙ 40 = 56мм.

Полученное значение проверяем на соответствие ряду нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69. При необходимости округляем до ближайшего большего значения (1, с. 452).

Посадочный диаметр вала под колесо

d_В ≥d_П + 3r = 40 + 3 ∙ 2,5 = 47,5мм, принимаем d_В = 48мм.

Длина участка под ступицу колесаl_ст принимается равной или больше ширины зубчатого венца [1, c.85] и определяется из условия

l_ст= (0,8...1,5)d_В; обычно (1...1,2)d_В;

Для колеса цилиндрической формыl_ст = b₂ ,гдеb₂ – ширина зубчатого венца. Если длинаl_ст>b₂из расчета шпоночного соединения, то длину ступицы соответственно увеличиваем.

Диаметр заплечиков правого конца вала

---

d_З =d_В +3f= 48 + 3 ∙ 1,6 = 52,8мм, принимаем 53 мм.

( Здесь f– размер фаски на колесе, принимается из табл.1 в зависимости от диаметра вала).



Рис. 5. Пример конструирования тихоходного вала.

Для обеспечения нужного характера сопряжения с устанавливаемыми на вал деталями разные участки вала выполняют с различными отклонениями от номинального диаметра. Например, d_П=40мм не меняется на всей длине участка, но в месте посадки подшипника отклонение от номинального диаметра должно обеспечивать гарантированный натяг. В то же время часть вала до посадочного места должна обеспечить относительно свободное прохождение внутреннего кольца подшипника по валу. Такое конструкторское решение позволяет уменьшить число ступеней вала. На рабочих чертежах указывают предельные отклонения размеров в соответствии с ГОСТ 25346, а на сборочных чертежах проставляют посадки сопряженных деталей [3, c.375 - 379].

2.3. Конструирование зубчатого колеса

2.3.1. Прямозубые и косозубые цилиндрические колеса

Зубчатые колеса состоят из обода, на котором нарезаются зубья; ступицы, насаживаемой на вал, и диска, соединяющего обод со ступицей. Если диаметр колеса меньше 500 мм, то обычно колеса делают цельными, коваными или штампованными; (при бόльших диаметрах – литыми с диском или со спицами).Чертежи зубчатых колес приведены на рис. 6[3].

Основные размеры определяют из следующих соотношений [3, с. 223 - 224]:

- диаметр ступицы d_ст= 1,6d_в;

где d_в- диаметр участка вала под колесо, определенное в процессе

проектирования тихоходного вала (см. раздел 2.2).

- длина ступицы равна или больше ширины зубчатого венца. Наиболее простая конструкция – цилиндрическая форма колеса; при этом l_ст = b₂.

Длину ступицы принимают больше ширины зубчатого венца в том случае, если требуется увеличить длину шпонки по условию прочности. Увеличить длину ступицы можно симметрично в обе стороны либо в одну сторону (с учетом конструкции всего редуктора – числа ступеней, наличия промежуточного вала).

Другие размеры (рис.6):

---

Смотрите также файлы

• Монтаж технологический оборудование фундаментный.rtf

• Новый фгос третьего поколения изменения стандартов.pdf

• I. резюме проекта.docx

• Фпсо б20ИОз.docx

• Образования белгородский государственный национальный.docx