Эскизный проект валов

Возможны два конструктивных исполнения шестерен зубчатых передач: вместе с валом (вал-шестерня) и отдельно от него (насадная шестерня). Качество (жесткость, точность и т.д.) вала-шестерни оказывается выше, а стоимость изготовления ниже, чем вала и насадной шестерни. Поэтому все шестерни редукторов изготавливают заодно с валом. Насадные шестерни применяют, например, в тех случаях, когда по условиям работы шестерня должна быть подвижной по оси вала.

На рис.5 показан эскиз быстроходного вала-шестерни. На рис.6 изображена компоновочная схема вала-шестерни 1. В одноступенчатых редукторах шестерня 10 располагается симметрично относительно подшипниковых опор 7. Подшипники расположены в корпусе редуктора 6. Шкив 3 фиксируется в осевом направлении гайкой 2 на резьбе, нарезанной на конце вала. Подшипники защищаются от чрезмерного залива маслом или вымывания пластической смазки маслоотражательными кольцами 8, которые распираются втулками 9. Подшипники входных валов цилиндрических редукторов с прямозубыми или косозубыми зубчатыми колесами чаще всего устанавливают по схеме «враспор». Необходимый осевой зазор между крышкой 4 и кольцом подшипника 7 обеспечивается с помощью тонких металлических прокладок 5, которые устанавливают между корпусом и «привертными» крышками 4 и 11. Крышка 4 уплотняется прокладкой 12.

Рис.5

Рис.6

В процессе эскизного проектирования определяют как конструкцию вала, так и размеры основных элементов вала: диаметры и длины участков (ступеней).

Диаметр цилиндрического выходного конца вала d₂ (см.рис.5) определяют из расчета на чистое кручение по пониженному допускаемому касательному напряжению [t]

(8)

Величину допускаемого напряжения для углеродистых сталей принимают [t]=15-20МПа. Рассчитанное значение диаметра вала округляют до ближайшего большего из ряда стандартных диаметров по ГОСТ 6636-69: 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 25, 26, 28, 30, 32, 34, 35, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 52, 55, 60, 63, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 120, 130, 140, 150.

На рис.7 показан эскиз тихоходного вала одноступенчатого цилиндрического редуктора. Компоновочная схема тихоходного вала аналогична быстроходному валу (см.рис.6). Средний диаметр d_2cp определяют по формуле (6), в которой Т₁ заменяется на Т₂. Коническая форма консольного участка вала обеспечивает точное и надежное соединение, возможность легкого монтажа и снятия устанавливаемых деталей.

Более подробные рекомендации по выбору и конструированию цилиндрических концов вала согласно ГОСТ 12080-66 и конических концов вала согласно ГОСТ 12081-72 даны в /4/.

Остальные диаметры ступеней вала выбирают конструктивно из того же ряда так, чтобы разность между диаметрами соседних ступеней не превышала 5-10 мм (см.рис.5 и 7).

Продольные размеры вала также в основном определяются конструктивно в зависимости от типов и размеров насаженных на вал деталей. Так длина выходного участка быстроходного вала l₂₂, изображенного на рис.6, состоит из ширины венца В_ш шкива 3, который определяют из табл.1, ширины подшипниковой крышки 4(ГОСТ18511-73 и ГОСТ18512-73) и зазора между ними, который обычно принимают в пределах 8-15 мм. Обычно предварительно принимают l₂₂= (1.5–2) d₂. Длины цапф l₃₁ l₇ (см.рис.5) должны включать ширину подшипников 7 и маслоотражательных колец 8 (см.рис.6). Длины переходных ступеней l₄₁ обычно выбирают минимально необходимой величины в пределах 8-15 мм. Длина участка под шестерню10 (см.рис.5,6) и колесо (см.рис.7) l₅ и l₅₁ равна ширине их ступиц, определенных в предыдущем расчете зубчатой передачи /1/. Длину переходных участков тихоходного вала (см.рис.7) l₄₁,l₆₁ l₇₁ выбрают так, чтобы колесо располагалось симметрично отностительно опор. Для этого l₄₁=l₆₁+l₇₁.

Рис.7

Ширину подшипников определяют из каталогов /3,4/ на подшипниковые узлы для соответствующих типов зубчатых передач по диаметру цапфы d₃ (см.раздел 3.2).

Дата добавления: 2015-10-16