6.1.2. Конструирование выходного вала

Конструирование выходного (ведомого) вала редуктора производится так же, как и ведущего вала: эта деталь также проектируется ступенчатой, наименьший диаметр имеет выходная шейка вала, сопрягаемая с муфтой. Соответственно должны быть предусмотрены участки вала (шипы) под опоры качения. Особенностью выходного вала является сопряжение его с зубчатым колесом, что должно быть предусмотрено при проектировании.

Пример 2.6. Спроектировать выходной вал зубчатого редуктора, если к нему приложен момент Нм = Нмм.

Определяем минимальный диаметр выходного вала:

мм.

Принимаем мм и, учитывая, что вал соединяется со шкивом ременной передачи посредством муфты 5 (см. рис. 1.1), согласовываем полученный диаметр со стандартным рядом МУВП, где имеем расточку ø45 при длине полумуфты . Для крепления полумуфты на валу выбираем из таблицы 6.3 шпонку призматическую с размерами , мм. Приняв длину шпонки мм, делаем проверку этой последней на смятие по формуле

. Имеем – прочность шпонки достаточна.

Далее предусматриваем увеличение диаметра вала до ø50 для установки опор и выбираем подшипники легкой серии № 210 с размерами d = 50 мм, D = 90 мм, В = 20 мм (см таблицу 6.1).

Следующий участок вала служит для установки колеса, поэтому диаметр этой ступени должен быть равен внутреннему диаметру его ступицы . В то же время торец этой ступени служит упором (заплечиками) для внутреннего кольца подшипника, поэтому (см. пример 1.6). Принимаем мм.

Наконец, следует предусмотреть еще одну ступень вала, так называемый буртик: с одной стороны в него упирается зубчатое колесо, а с другой – внутреннее кольцо второго подшипника. Диаметр буртика может составлять мм. Конструкцию выходного вала можно видеть на общем композиционном чертеже (рис. 6.5), по которому можно также определить длины отдельных участков вала.

6.1.3. Эскиз зубчатого колеса

На рис. 6.4 представлен эскиз зубчатого колеса, закрепленного на выходном валу редуктора. На рисунке обозначены диаметр делительной окружности колеса , диаметр окружности выступов , диаметр окружности впадин , ширина колеса .

Однако, помимо расчетных, зубчатое колесо характеризуют конструктивные параметры, которые принимаются в соответствии с рекомендациями справочников и учебных пособий [1]-[3]. Так внутренний диаметр ступицы колеса равен соответствующему размеру выходного вала (пример 6.2). Наружный диаметр ступицы колеса . Длина ступицы: .

Внутренний диаметр обода:, где . Толщина диска . Диаметр окружности, на которой расположены отверстия в диске . Диаметр отверстий в диске мм. Число отверстий в диске: n = 4…6.

Пример 3.6. Определить конструктивные размеры косозубого колеса, приняв в соответствии с примером 2.3 число зубьев этого колеса , нормальный модуль .

В соответствии с указанным примером имеем диаметр делительной окружности колеса мм, диаметр окружности выступов мм, диаметр окружности впадин мм; ширина колеса мм.

Внутренний диаметр ступицы колеса принимаем равным 55 мм (см. пример 2.6), то есть мм. Внешний диаметр ступицы ; примем мм. Длину ступицы примем равной мм.

Рис. 6.4.

Другие параметры колеса получим в соответствии с указанными выше формулами. Так при внутренний диаметр обода составит мм; принимаем мм. Толщина диска ; принимаем с = 14 мм. Диаметр окружности, на которой расположены отверстия в диске, . Диаметр отверстий в ступице мм. Примем число отверстий в диске .

Далее выбираем размеры шпонки, с помощью которой колесо крепится на валу (таблица 6.3). Для вала ø принимаем шпонку призматическую по ГОСТ 23360–78 с размерами сечения (мм); глубина паза на валу мм. Принимаем длину шпонки мм и проверяем ее на смятие:

. После подстановки числовых данных имеем: МПа < 100 МПа. Прочность шпонки достаточна.

Оформленный в соответствии с действующими стандартами чертеж колеса показано на рис. 10.5.