3.4. Расчет шпоночных и шлицевых соединений

Размеры шпоночных и шлицевых соединений стандартизованы: их вы­бирают в зависимости от диаметра вала. Проектный расчет состо­ит в определении минимальной рабочей длины шпонки или шлиц из условия прочности на смятие. Полная длина шпонки зависит от конструктивного исполнения. Её значение согласуют со стандартным рядом длин шпонок.

Часто длину шпонки или шлиц принимают, исходя из размеров ступицы. В этом случае выполняют проверочный расчет.

Допускаемые напряжения смятия принимают с учетом материалов соединяемых деталей, степени их подвижности и вида посадки.

З.5. Выполнение чертежа редуктора: вид сверху со снятой крышкой

Целью выполнения чертежа (часто этот чер­теж называют компоновочным) является выявление расстояний между опорами валов, определение положения зубчатых колес относительно опор и точки приложения силы от муфты (ременной или цепной передачи и т.д.) для последующего вычисления опорных реакций, проверочных расчетов валов, подшипников и других деталей.

Эта часть работы является расчетно-графической, так как часть размеров корпуса редуктора устанавливают в результате геометри­ческих построений, часть размеров рассчитывают исходя из полу­ченного значения межосевого расстояния зубчатой передачи (для конического редуктора – исходя из значения внешнего конусного расстояния) по из­вестным рекомендациям [3,5,7], некоторые размеры принимают с учетом формы сопрягаемых деталей.

В большинстве учебных пособий акцент сделан на конструировании литых корпусов: приведены поясняющие рисунки и соотношения для определения размеров элементов, справочные данные. Те же соотношения можно использовать для сварных кор­пусов [5], однако толщину стенок следует принять в 1,5...2 раза меньше.

Вычерчивание начинают с зубчатых колес быстроходной и тихо­ходной ступеней. В коробке скоростей и реверсивном редукторе сначала изображают одну пару зубчатых колес, затем кулачковую муф­ту переключения в нейтральном положении, и, наконец, вторую па­ру зубчатых колес. В соосном редукторе вычерчивание можно начать с подшипникового узла, расположенного внутри корпуса.

Расстояние между зубчатыми колесами и внутренними стенками корпуса выбирают из удобства монтажа и исключения возмож­ности контакта при работе подвижных деталей и неподвижных. Оно должно быть по возможности малым, для повышения жесткости и прочности валов, но достаточно большим, чтобы компенсировать погрешности изготовления и монтажа деталей, а также их возмож­ные смещения при работе, которые могут возникнуть вследствие осевой подвижности деталей в корпусе или упругой деформации эле­ментов конструкции. Известные рекомендации [3,7] на этот счет являются ориентировочными и допускают существенные отклонения как в меньшую, так и в большую сторону.

Затем проводят линии внутреннего контура корпуса редуктора и приступают к вычерчиванию деталей подшипниковых узлов: маслоотбойных или мазеудерживающих колец (при необходимости), подшипников, закрепительных элементов, уплотнений, подшипниковых крышек и др.

Длина подшипникового гнезда должна быть достаточной; для раз­мещения всех деталей подшипникового узла; для установки болтов, винтов или шпилек, стягивающих крышку с основанием корпуса редук­тора вблизи подшипников; для обеспечения удобства обработки плоскости прилегания крышки подшипника к корпусу редуктора. Эти за­дачи решаются неоднозначно для различных конструкций корпусов [5,7].

Частой ошибкой курсового проектирования является неправиль­ное определение на чертеже местоположения отверстий для установки резьбовых дета­лей и размеров фланцев деталей, в которых эти отверстия выполняются. Об­щие правила таковы: размеры опорной поверхности фланца должны обеспечивать плоский контакт по всей поверхности головки болта (винта), гайки или шайбы (не допускается выход указанных деталей за пределы фланца); расстояние от оси резьбового соединения до близлежащих деталей (стенок корпуса, соседних резьбовых соедине­ний и др.) должно быть достаточным для завинчивания с помощью выбранного типа ключа (рожкового, торцового, шестигранного и пр.). Обычно, на компоно­вочном чертеже детали резьбовых соединений не прорисовывают, поэтому ошибка в их позиционировании не очевидна и выявляется позднее, что приводит к необходимости пересчета части пояснитель­ной записки. Чтобы этого избежать, следует изоб­разить (вид сверху) фрагменты компоновочного чертежа, содержащие резьбовые соединения.

Поверхности литых деталей, сопрягаемые с головкой болта, гайкой или шайбой обраба­тывают точением, фрезерованием или зенкерованием.

Диаметры болтов, соединяющих крышку с основанием корпуса редуктора, а также фундаментных болтов вычисляют по приближенным соот­ношениям, относящимся к редукторам общего назначения. Для редукто­ров специального назначения эти диаметры могут быть рассчитаны по условию нераскрытия стыка.

На эскизном чертеже показывают упрощенно все детали подшипни­ковых узлов, параллельно намечая контуры вала, местонахождение заплечиков которого при вычерчивании устанавливается в соответствии с принятой конструкцией (техни­ческим предложением) редуктора и фактическим положением сопрягаемых деталей. Заплечики хвостовиков быстроходного и тихоходного ва­лов необходимо вынести за пределы наиболее выступающей части под­шипникового узла на расстояние не менее 3...5 мм.

На компоновочном чертеже показывают точки приложения сил и реакций опор. Следует учитывать, что точки приложения радиальных реакций опор в радиально-упорных подшипниках смещены относительно их середины. Силу от муфты, в общем случае, прикладывают в середине хвостовика. Для конкретной муфты – с учетом особенности её конструкции.