2.2.Конструкции зубчатых и червячных валов [2].

2.2.1.Конструкции зубчатых колес [2].

При разработке конструкций зубчатых колес учитывают их геометрические размеры ( ), используемые для изготовления материала, способы получения заготовок и объем выпуска изделий.

Зубчатые колеса при соотношении выполняют вместе с валом, получая конструкции в виде вала-шестерни.

Рисунок 1:

Вал-шестерня

Ведомый вал

Диаметр определяют после выбора подшипников:

где r- координата фаски колец подшипника качения.

Размеры фаски на зубчатом венце принимают в зависимости от модуля:

n=0,5·m.

Зубчатые цилиндрические колеса малых диаметров ( ) выполняют обычно коваными.

Их изготавливают насадными с выступающей ступицей или плоскими.

В одноступенчатых редукторах колеса выполняют со ступицей, выступающей в обе стороны.

При диаметре мм колеса выполняют коваными или штампованными. На рис.2 приведена конструкция цилиндрического зубчатого штампованного колеса, а в табл. 2 приведены размеры основных конструктивных элементов цилиндрических зубчатых колес.

Рисунок 2:

Таблица 2. Размеры конструктивных элементов цилиндрических зубчатых колес.

№ п/п	Размеры конструктивного элемента	Обозначение	Расчетное значение
1	Толщина обода		(2,5…3)·m
2	Толщина диска		(0,2…0,3) ·
3	Диаметр ступицы		(1,6…1,7) ·
4	Длина ступицы		(0,8…1,5) ·
5	Угол штамповочного уклона		7°
6	Радиус закругления	R	не менее 5 мм
7	Диаметр отверстия		15…25 мм
8	Диаметр окружности расположения центров отверстий		0,5( )

Штампованные конструкции отличаются от кованных наличием уклонов под углом , необходимых для свободного удаления колеса – заготовки из штампа. Диск между ободом и ступицей колеса размещают посередине зубчатого венца, чтобы уменьшить влияние деформаций на коробление в процессе термообработки колеса. Зубчатые колеса диаметрами от 500 до 1000 (мм) выполняют литыми из стали или чугуна.

Расчет:

Вал ­– шестерня

Так как передача прямозубая, то выбираем шариковые радиальные подшипники (ГОСТ 8338-75) (подробнее смотр. п.3). Из таблицы: , тогда:

n =0,5·3=1,5 мм;

где =30°, тогда:

Колесо и ведущий вал

Из таблицы , тогда n =1,5;

Из таблицы №2 берем размеры основных конструктивных элементов:

1) =(2,5…3)·m=(7,5…9) мм =9(мм);

2) =(0,2…0,3)· =(8…12) мм =12(мм);

3) =(1,6…1,7) · =(88…93,5) мм =90(мм);

4) =(0,8…1,5) · =(44…82,5) мм =44(мм).

5) d₀ = 35 мм; 6) D_в = 230 мм; 7) D₀ = 160 мм;

2.3.Выбор типа и размеров подшипников качения [2].

При проектировании машин подшипники качения не конструируют, а подбирают из числа стандартных. Прежде, чем приступить к подбору подшипника, необходимо определить его тип в зависимости от вида передачи. В таб. 3 приведены рекомендации по выбору подшипников качения в качестве опор валов отдельных передач.

Таблица 3. Используемые подшипники качения в зависимости от типа передачи.

№ п/п	Тип передачи	Тип подшипников качения
1	Прямозубая и косозубая ( 9°) цилиндрическая	Шариковые радиальные (ГОСТ 8338-75)
2	Косозубая ( 9°) цилиндрическая	Шариковые радиально-упорные (ГОСТ 831-75). Роликовые конические (ГОСТ 833-79)
3	Коническая зубчатая	Роликовые конические (ГОСТ 333-79)
4	Шевронная зубчатая	Роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами (ГОСТ 8328-75) – для плавающих опор. Шариковые радиальные для фиксированных опор.
5	Червячная а) ведомый вал б) ведущий вал	Роликовые конические. Роликовые конические; шариковые радиально-упорные

Размеры подшипников определяют по значению , пользуясь стандартными параметрами, приведенными в каталогах. Первоначально принимают подшипники легкой узкой серии. На данном этапе для проведения первой компоновки необходимо определить геометрические размеры d, D, B, T и т.п. На рис.3 изображен роликовый Шариковый радиальный подшипник, а в табл. 4 приведены основные параметры его.

Рисунок 3: