5.2. Определение геометрических параметров ступеней валов

5.2.1. Выбор допускаемых напряжений на кручение:

– для быстроходного вала [τ]_к = 10 Н/мм²,

– для тихоходного вала [τ]_к = 20 Н/мм².

5.2.2. Определение геометрических параметров ступеней валов:

– вал-червяк – быстроходный вал (рис. 5):

1)

значение d₁ округляется до числа, кратного пяти, в большую сторону, т.к. на первой ступени стоит шкив: d₁ = 25 мм;

под шкив l₁ = (1,2…1,5)d₁ = (1,2…1,5)∙25 = 30…37,7 мм;

принимаем l₁ = 35 мм;

Рис. 5. Конструкция быстроходного вала червячного одноступенчатого редуктора

2) d₂ = d₁ + 2t, где t = 2,2 мм [табл. 7.1, 1] – значение высоты буртика,

d₂ = 25 + 2∙2,2 = 29,4 мм,

значение d₂ необходимо округлить до числа, кратного 5, в большую сторону: d₂ = 30 мм;

l₂ = 1,5 d₂ = 1,5∙30 = 45 мм;

3) d₃ = d₂ + 3,2r, где r = 2 мм [табл. 7.1, 1] – координата фаски подшипника,

d₃ = 30 + 3,2∙2 = 36,4 мм;

значение d₃ округляется до числа, кратного пяти, в большую сторону и принимается равным d₃ = 40 мм;

d_f1 > d₃ – условие выполняется;

значение l₃ определится графически, из компоновки;

4) d₄ = d₂ = 30 мм;

l₄ = T, где Т – ширина подшипника.

– вал колеса – тихоходный вал (рис. 6):

1)

значение d₁ округляется до числа, кратного пяти, в большую сторону:

d₁ = 25 мм;

под муфту l₁ = (1,0…1,5)d₁ = (1,0…1,2)∙45 = 45…67,5 мм;

принимаем l₁ = 55 мм;

Рис. 6. Конструкция тихоходного вала червячного одноступенчатого редуктора

2) d₂ = d₁ + 2t, где t = 2,8 мм [табл. 7.1, 1] – значение высоты буртика,

d₂ = 45 + 2∙2,8 = 50,6 мм,

значение d₂ необходимо округлить до числа, кратного пяти, в большую сторону: d₂ = 55 мм;

l₂ = 1,25 d₂ = 1,25∙55 = 68,75 мм;

принимаем l₂ = 69 мм;

3) d₃ = d₂ + 3,2r, где r = 3 мм [табл. 7.1, 1] – координата фаски подшипника,

d₃ = 55 + 3,2∙3 = 64,6 мм;

значение d₃ округляется до числа, кратного пяти, в большую сторону и принимается равным d₃ = 65 мм;

значение l₃ определится графически, из компоновки;

4) d₄ = d₂ = 55 мм;

l₄ = T, где Т – ширина подшипника;

5) d₅ = d₃ + 3f, где f = 2 мм [табл. 7.1, 1] – величина фаски ступицы,

d₅ = 65 + 2∙3 = 71 мм;

значение d₅ необходимо округлить до числа, кратного пяти, в большую сторону: d₂ = 75 мм;

значение l₅ определится графически, из компоновки.

5.3. Выбор соединений

Для соединения валов с деталями, передающими вращающий момент (колесо, открытая передача, муфта) применяются шпоночные соединения (рис. 7).

Рис. 7. Шпоночное соединение

Используются призматические шпонки, изготовленные из чистонатянутой стали с σ_В ≥ 600 Н/мм². Длину шпонки выбирают из стандартного ряда так, чтобы она была на 5–10 мм меньше длины ступицы насаживаемой детали. Сечение шпонки выбирается по величине соответствующего диаметра ступени по табл. K42 [1].

5.3.1. Шпоночное соединение под муфту:

по ГОСТ23360–78 выбирается шпонка 140×9×45, основные размеры которой:

d = 45 мм, b = 14 мм, h = 9 мм, t₁ = 5,5 мм, t₂ = 3,8 мм, l = 36…160 мм, фаска 0,4…0,6 мм; принимаем l = 45 мм.

5.3.2. Шпоночное соединение под червячное колесо:

по ГОСТ23360–78 выбирается шпонка 180×11×56, основные размеры которой:

d = 65 мм, b = 18 мм, h = 11 мм, t₁ = 7 мм, t₂ = 4,4 мм, l = 50…200 мм, фаска 0,6…0,8 мм; принимаем l = 56 мм.

5.3.3. Шпоночное соединение под шкив:

по ГОСТ23360–78 выбирается шпонка 80×7×25, основные размеры которой:

d = 25 мм, b = 8 мм, h = 7 мм, t₁ = 4 мм, t₂ = 3,3 мм, l = 18…90 мм, фаска 0,4…0,6 мм; принимаем l = 25 мм.