2. Зубчатые колеса

Разделяются на неподвижно закрепленные относительно вала и подвижные (переключаемые).

Неподвижные колеса делаются различной конструкции исходя из условий проектирования. Для компенсации несовпадений торцов сопряженных колес меньшее колесо (обычно ведущее) выполняют на 2…5 мм шире большего колеса передачи. На валах такие колеса закрепляются различными способами. Крутящий момент с колеса на вал или наоборот передается шпонками, шлицами или коническими кольцами.

Подвижные относительно вала (переключаемые) колеса, как правило, объединяют в блоки (хотя встречаются и одиночные переключаемые колеса). В современных станках применяют в основном составные блоки, обеспечивающие более высокую точность изготовления зубчатых колес. Конструкции составных блоков весьма разнообразны. Наиболее часто большие колеса насаживают на ступицу малого колеса и закрепляют в осевом направлении пружинным кольцом или другим устройством. Для передачи крутящего момента используется шпонка.

Для облегчения ввода венцов блоков в зацепление при переключении и повышения долговечности колес торцы их зубьев скашивают или закругляют.

Закругление торцов производят только с той стороны, с которой венец входит в зацепление с сопряженным колесом.

Одновременное зацепление двух колес блока недопустимо. В случае такого зацепления зубья колес сломаются или вращение при­вода будет невозможно, потому что образуется так называемый “кинематический замок” из двух одновременно включенных передач с разными передаточными отношениями.

2. Валы

Цилиндрические участки для установки зубчатых колес выполняют гладкими со шпоночными пазами или шлицевыми (см. п. 5.4.). Цапфы для подшипников качения обычно цилиндрические.

Для обеспечения максимальной жесткости желательно длину вала по возможности уменьшать, а диаметр – увеличивать.

Грубая оценка предельно допустимого из условия прочности на кручение минимального диаметра стального вала производится по формуле [14].

где N – мощность, кВт;

n_P – расчетная частота вращения, мин^-1 (см.п.6.).

для вала I

для вала II

для вала III

Окончательно диаметры посадочных поверхностей выбирают из стандартного ряда с учетом конструктивных соображений.

2. Шпоночные и шлицевые соединения

В станках применяют, как правило, призматические шпонки. Размер сечения шпонки выбирается в зависимости от диаметра вала.

При конструировании шлицевого соединения необходимо учитывать, что длина соединения (длина шлицевого отверстия) должна быть не больше двух его диаметров, внутренний диаметр шлицев вала должен быть выбран большим, чем диаметр подшипниковой шейки. Если шлицы делаются не по всей длине вала, то на валу получается участок с выходом фрезы. Длина этого участка определяется глубиной шлицев и радиусом фрезы.

В шлицевом соединении центрирующим диаметром может быть внутренний или наружный диаметр. Центрирование по внутреннему диаметру более точное. В этом случае возможно шлифование центрирующих поверхностей вала и отверстия. При центрировании по наружному диаметру возможно шлифование только вала