3.1. Предварительный расчет валов редуктора

3.1.1. Выбор материалов

Материал 1-го вала определяется материалом вал-шестерни - сталь 40Х; материал 2-го вала - принимаем сталь 40Х;

Из таблицы ([2], стр.8, табл. 2.1.):

сталь 40Х

ТО: улучшение;

Твердость 260НВ;

3.1.2. Определение геометрических параметров валов

На данной стадии проектирования производится предварительный расчет диаметров валов исходя из условия прочности на кручение по пониженному допускаемому напряжению [τ]:

- для ведущих/ведомых валов

Диаметры ведущих/ведомых концов валов необходимо согласовать с посадочными диаметрами муфт и электродвигателей по ГОСТ 12081-72 и ГОСТ 12080-66.

Предварительный расчет ведут по формуле:

Минимальные диаметры концов ведущего и ведомого валов:

Окончательно принимаем d₁ = 35мм; d₂ = 45мм.

3.2. Выбор и расчет шпоночных соединений

Шпоночные соединения, предназначенные в основном для передачи вращательного движения, применяются при отсутствии особых требований к точности центрирования соединяемых деталей.

По форме шпонки разделяются на призматические, клиновые, сегментные и тангенциальные. Призматические и сегментные шпонки создают ненапряженные соединения ступицы детали с валом, клиновые и тангенциальные - напряженные (при их монтаже) соединения, в которых рабочие поверхности шпонки и сопряженных с ней деталей находятся в напряженном состоянии еще до передачи нагрузки. В таких соединениях наблюдается перекос деталей при забивке шпонки в пазы вала и ступицы, и поэтому область их применения ограничена.

Размеры сечения шпонок и пазов выбирают в зависимости от диаметра вала, длину шпонки - исходя из длины ступицы (несколько меньше ступицы).

Материал шпонок - обычно Ст6, стали 45, 50 и другие с пределом прочности не ниже 590 МПа.

Наиболее распространенные соединения с призматическими шпонками (рис.1).

Призматические шпонки рассчитываются на смятие рабочих граней и срез.

Рис.1. Соединение с призматической шпонкой

Для всех шпоночных соединений принимаем призматические шпонки со скругленными концами ГОСТ 23360-78. Материал шпонки - сталь чистотянутая для шпонок по ГОСТ 8787-68.

Вал № 1

Посадка на хвостовик вала.

Геометрические параметры:

Диаметр вала d = 35 мм;

Шпонка bxhxl = 12x8x50 ГОСТ 23360-78,

где b - ширина шпонки, мм;

h - высота шпонки, мм;

l - длина шпонки, мм;

Глубина паза вала = 5 мм;