10.2 Конструирование валов
Переходные участки. Переходный участок вала между двумя смежными ступенями разных диаметров выполняем канавкой ширины b со скруглением для выхода шлифовального круга, которая повышает концентрацию напряжений на переходных участках. Размеры канавки выбираем в зависимости от d ступени по таблице 10.7 [7, стр. 187].
Посадочные поверхности. Основные размеры ступеней быстроходного и тихоходного валов определены при предварительном проектном расчете в главе 7. Конструируя валы, размеры посадочных поверхностей d и l уточняем и определяем в зависимости от конструкции и размеров деталей, установленных на ступенях, с учетом их расположения относительно опор.
10.2.1 Первая ступень.
Выходной конец обоих валов принимаем цилиндрическим.
Диаметр 1-й ступени d1 рассчитан на чистое кручение в главе 7, длина ступени l1 определяется по осевым размерам ступицы элемента открытой передачи (см. 10.6) или посадочного места полумуфты (см.10.7).
Для осевой фиксации элемента открытой передачи применяем концевую шайбу (см. табл. К34 [7, стр. 443]).
Для облегчения монтажа насаживаемых деталей на торце 1-й ступени выполняют фаску с, размер которой выбираем по таблице 10.8 [7, стр. 188]).
10.2.2 Вторая ступень.
Диаметр ступени d2 принимаем равным диаметру внутреннего кольца подшипника, окончательно выбранного в главе 9 (см. табл. 9.1). Длина ступени l2 зависит от осевых размеров деталей, входящих в комплект подшипникового узла, расположенного со стороны выходного конца вала.
В любом случае длина ступени l2 должна быть достаточной, чтобы обеспечить в её торец элемента открытой передачи или муфты.
10.2.3 Третья ступень.
а) для тихоходного вала.
Диаметр ступени ; (10.7)
где r – координата фаски внутреннего кольца подшипника (см. табл. К29 [7, стр. 436]).
Подставив данные, получим:
мм.
Длину ступени l3 выполняем меньше чем длину ступицы колеса
lст = 80 мм, при этом мазеудерживающие кольца устанавливаем на 2-ю и 4-ю ступени с зазором С между буртиком ступени и торцом кольца.
Шпоночный паз на 3-й ступени располагаем со стороны паза 1-й ступени. Ширину шпоночного паза b для удобства обработки принимаем одинаковой для 1-й и 3-й ступеней исходя из меньшего диаметра.
б) для вала-шестерни.
Цилиндрическая шестерня находится на 3-й ступени.
Диаметр ступени ;
где r – координата фаски внутреннего кольца подшипника (см. табл. К29 [7, стр. 436]).
Подставив данные, получим:
мм.
Так как d3 > df1 то на чертеже вала изображаем выход резьбы. Величина выхода lв зависит от модуля зацепления т и внешнего диаметра фрезы Dф (см. табл. 10 12 [7, стр. 192]) и определяется графически (см. приложение).
Длину ступени l3 определяем при конструировании всего узла быстроходного вала в целом. Конструкция вала-шестерни приведена на рисунке 10.3.
Рисунок 10.3 Конструкция цилиндрического вала-шестерни
10.2.4 Четвертая ступень.
Диаметр 4-й ступени d4 равен диаметру d2 2-й под подшипник, а её длина l3 зависит от осевых размеров деталей входящих в комплект подшипникового узла, расположенного со стороны глухой крышки.