2.2. Ориентировочный расчёт промежуточного вала

Диаметры (мм) различных участков промежуточных валов редуктора (Рис.2.2) определяют по следующим формулам:

(2.4)

(2.5)

(2.6)

(2.7),

где Т – крутящий момент на рассматриваемом валу.

Координату фаски подшипника r и размер фаски f (мм) принимают в зависимости от диаметра d посадочной поверхности (см. пункт 2.1).

Вычисленные значения диаметров округляют в ближайшую сторону до стандартных.

Рис.2.2 Промежуточный вал

2.3. Ориентировочный расчёт выходного вала

Диаметры (мм) ступеней выходных валов редуктора (Рис.2.3) определяют по следующим формулам:

(2.8),

(2.9),

(2.10),

(2.11),

где Т – крутящий момент на рассматриваемом валу.

Высоту буртика t, координату фаски подшипника r (мм) принимают в зависимости от диаметра d посадочной поверхности (см. пункт 2.1).

Вычисленные значения диаметров округляют в ближайшую сторону до стандартных.

Рис.2.3 Выходной вал

3. Конструирование валов

3.1. Конструирование быстроходного (входного) вала

Входные валы имеют конце­вые участки, участки для установки подшипников и участки, на которых нарезают зубья шестерен цилиндрических или конических зубчатых передач.

Сначала намечаются диаметральные размеры. В первом приближении, в качестве диаметра входного или выходного конца вала примем значение, полученное в пункте 2.1, и округлим его до числа, оканчивающегося на 0 или 5.

Полученный диаметр должен быть согласован с диаметром вала электродвигателя d_Э.

d ≈ (0,8…1)d_Э (3.1)

Если разность диаметров d и d_Э будет значительной, то тогда трудно, а иногда невозможно подобрать стандартную соединительную муфту. Все размеры участков валов, которые не определяются сопрягаемыми деталями, округляются до ближайших значений из ряда R40 нормальных диаметров и длин в машиностроении.

Последующие диаметры принимаем по вычисленным зависимостям первого пункта или на 5 мм больше предыдущих. После диаметра под ступицу зубчатого колеса диаметры следует уменьшать на 5 мм, но таким образом, чтобы оба диаметра под подшипники оказались бы одинаковыми.

Длина входного и выходного участков под муфту определяется размером ступицы стандартной или спроектированной муфты.

Далее необходимо приступить к вычерчиванию вала, опираясь на приведённый ниже рисунок (Рис.3.1).

Рис.3.1 Компоновка быстроходного вала цилиндрического редуктора

На компоновочном чертеже общего вида редуктора за пределам одной из линий nn, определяющей положение подшипников, показывают входной участок вала, длина которого:

l₂ ≈ (3…3,5)d_к (3.2)

Затем изображают участок вала d₁, диаметр которого увязывается с уплотнительными устройствами. Во многих случаях размер d₁ принимают равным d_к или d_п. Участок вала d_п является посадочным под подшипник и должен соответствовать размерам внутренних колец подшипников качения, т.е. выбираться из ряда 17, 20, 25 и далее через 5мм.

С целью унификации на обе шейки вала обычно устанавливают подшипники одного типоразмера, несмотря на то, что требуемая работоспособность для них различна. Длину шеек назначают равной или чуть больше, чем ширина устанавливаемого подшипника. При эскизной компоновке чаще всего ориентируются на подшипники легкой серии или средней серии. Прямая nn, определяющая положение подшипников, делит шейку b_п пополам. Размеры d_п и b_п приводятся в каталогах на подшипники. Длина участка вала d₁ под уплотнение принимается равной:

l₃ ≈ (0,4…0,7)d₁ (3.3)

Фиксация подшипников и других деталей на валу обеспечивается буртиками (заплечиками), размеры которых зависят от подшипника. В общем случае диаметр каждой последующей ступени вала d_i+1 связан с диаметром предыдущей ступени d_i соотношением:

d_i+1 = d_i+2h (3.4),

где h – высота буртика (заплечика), ориентировочно может выбираться из таблицы 3:

Таблица 3

d, мм	17…24	25…30	32…40	42…50	52…60	62…70	71…85
h, мм	2	2,2	2,5	2,8	3	3,3	3,5

Большинство быстроходных валов редукторов выполняются за одно целое с зубчатыми венцами (валы-шестерни) или червяками. Однако, если диаметр впадин зубьев шестерни:

d_f1 ≥ d₂ +(7…9)m (3.5) ,

то с целью экономии высоколегированной стали (назначение которой обусловлено обеспечением высокой несущей способности зубьев) шестерню можно выполнять насадной.

Возможные варианты конструкций быстроходных валов с насадными шестернями показаны на Рис 3.1б, а проектируются они так же, как тихоходные валы (см. ниже).

В случае если передача червячная входным является червяк. При конструировании вала-червяка приведённые выше зависимости также являются исходными. Червяки выполняют стальными и чаще всего заодно с валом.

Размеры выступающего из редуктора из редуктора конца вала-червяка согласовывают с соответствующими размерами вала электродвигателя и соединительной муфты. Затем определяют диаметр вала в месте установки подшипников.