47

6.1. Эскизы деталей редуктора

6.1.1. Эскиз вала-шестерни

Ведущий вал передачи выполняется как одно целое с малым колесом редуктора. Изготовленная таким образом деталь носит название вала-шестерни. Эскиз этой детали представлен на рис. 6.3.

В связи с тем, что валы редукторов обычно имеют ступенчатую конструкцию, в данном случае следует предусмотреть входную шейку вала, сопряженную с муфтой 2 (см. рис. 1.1), участки вала для установки подшипников, зубчатую часть детали – собственно шестерню, а также переходные участки.

Диаметр входной шейки является минимальным, он определяется из расчета на кручение по пониженным напряжениям (МПа):

мм. (6.1)

Участки вала под подшипниками должны иметь больший диаметр. На рис. 6.3 обозначены диаметры и длины участков вала, на которых устанавливаются подшипники, причем диаметр d равен внутреннему диаметру опоры, а , где В – ширина выбранного подши0пника. Там же показаны диаметры d_В1 шеек вала – заплечиков – которые упираются во внутренние кольца подшипников; принимают . На эскизе обозначены также размеры вала-шестерни: диаметр делительной окружности , диаметры окружностей выступов и впадин , ширина колеса .

Длины переходных участков , а также размер и – общая длина детали – уточняются при эскизной компоновке проектируемого редуктора. Покажем проектирование вала шестерни на примере.

Пример 1.6. Вычислить размеры вала-шестерни, приняв за основу данные примера 2.3. Крутящий момент на валу Нмм.

Минимальный размер вала: = 31 мм.

Полученное значение диаметра следует округлить до ø32, а затем согласовать с диаметром ротора электродвигателя (см. табл.1.1), а также с размерами муфты, которая соединяет этот вал с электродвигателем. Выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту МУВП (ГОСТ 2144 – 82), конструкция которой показана на рис 6.1.

Расточка полумуфты 1 под вал электродвигателя и полумуфты 2 под ведущий вал редуктора могут иметь одинаковый диаметр (d₁ = d₂), либо отличаться на 20% -25%. Стандартный ряд включает в себя муфты с размерами расточек ø28, ø30, ø32, ø35, ø38, ø40, ø42, ø45, ø48, ø50, ø55 при длине полумуфт мм (ø28); мм (ø30… (ø40… ø55). Длина муфты мм.

Рис. 6.1

Далее подбираем опоры вала-шестерни.

Действующими стандартами рекомендуются следующая методика подбора подшипников качения. При конструировании вала определяют диаметр внутреннего кольца подшипника, а по соотношению осевой и радиальной нагрузок – тип опоры. При небольших осевых нагрузках, составляющих не более 25% от радиальных сил, рекомендуется принимать радиальные шариковые подшипники. При больших осевых нагрузках используют специальную методику подбора подшипников с учётом осевых составляющих усилий. Подбор подшипников по каталогу для редукторов общего назначения рекомендуется начинать с легкой серии. Выборка из каталога подшипников качения приводится в таблице 6.1.

В данном конкретном случае примем диаметр вала под опорами ø35 и выбираем подшипники легкой серии № 207 с размерами мм, мм, мм (ширина подшипника). Минимальная длина участков вала под подшипниками: . Для выбранных подшипников №207 имеем мм. Можно принять мм. Следующая ступень вала (заплечики) может иметь диаметр мм.

Изображаем далее косозубую шестерню, число зубьев которой , нормальный модуль – мм. В соответствии с примером 2.3 диаметр делительной окружности этого колеса мм; диаметр окружности выступов мм; диаметр окружности впадин мм; ширина колеса – мм. Длины участков вала и определяем при эскизной компоновке редуктора.

Для крепления муфты на валу принимаем шпонку призматическую по ГОСТ 23360-78 (табл. 6.3). При диаметре вала ø32 размеры шпонки мм; глубина паза на валу мм. Длина шпонки мм, где – длина полумуфты (рис. 6.1). Шпонку проверяют на смятие:. Допускаемое напряжение смятия МПа.

Таблица 6.3

Диаметр вала d, мм	Сечение шпонки , мм	Глубина паза на валу , мм	Глубина паза во Втулке , мм
Св. 12 до 17	55	3,0	2,8
» 17 » 22	66	3,5	2,8
» 22 » 30	87	4,0	3,3
» 30 » 38	108	5,0	3,3
» 38 » 44	128	5,0	3,3
» 44 » 50	149	5,5	3,8
» 50 » 58	1610	6,0	4,3
» 58 » 65	1811	7,0	4,4
» 65 » 75	2012	7,5	4,9
» 75 » 85	2214	9,0	5,4
» 85 » 95	2514	9,0	5,4

Конструктивное оформление вала-шестерни показано на рис. 10.4

Рис. 6.3