9.2. Конструювання валів
Конструкція ступеней валів залежить від типу й розмірів установлених на них деталей (зубчастих і черв'ячних коліс, підшипників, муфт, зірочок, шківів) і способів закріплення цих деталей в окружному й осьовому напрямках. При розробці конструкції вала беруть до уваги технологію складання й розбирання передач, механічну обробку, втомну міцність і витрату матеріалу при виготовленні. Способи осьового фіксування коліс, елементів відкритих передач, муфт і підшипників будуть розглянуті на прикладах додатків. Окружне закріплення коліс, елементів відкритих передач муфт і підшипників здійснюється посадками, шпонкових з'єднань.
Нижче приводяться рекомендації з конструювання посадкових поверхонь ступеней валів, з'єднаних між собою перехідними ділянками (рис. 9.4...9.12)*.
Перехідні ділянки. Перехідна ділянка вала між двома суміжними ступенями різних діаметрів виконують:
а) галтеллю радіуса r (галтель — поверхня плавного переходу від меншого перетину до більшого) та, що знижує концентрацію напруг у місцях переходу (табл. 9.1);
б) канавкою ширини b зі скругленням для виходу шліфовального кругу (табл. 9.2). У проектованих одноступінчатих редукторах, де виходять порівняно короткі вали достатньої твердості при невеликих згинальних моментах (особливо на кінцевих ділянках), застосовують, як правило, канавки.
Таблиця 9.1
Галтелі
|
d |
20...28 |
32...45 |
50...70 |
80...90 |
r |
1,6 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
|
f |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
4,0 |
Таблиця 9.2.
Канавки
|
d |
10...50 |
50...100 |
Понад 100 |
b |
3,0 |
5,0 |
8,0 |
|
h |
0,25 |
0,5 |
,05 |
|
r |
1,0 |
1,6 |
2,0 |
Якщо між підшипником і колесом або елементом відкритої передачі, муфтою встановлюють розпірну втулку, то перехідна ділянка між ступенями виконують галтеллю: При цьому між буртиком вала і торцем втулки повинен бути передбачений зазор С (див. рис. 9.6).
Для підвищення технологічності конструкції радіуси галтелей r, розміри фасок на кінцевих щаблях с, ширину канавок b для виходу інструмента на одному валу приймають однаковими.
Рис. 9.6. Конструкції тихохідних валів.
1. Перша ступінь. Вихідний кінець вала може бути циліндричним або конічним. Посадки деталей на конус володіють рядом переваг: легкість складання й розбирання, висока точність базування, можливість створення будь-якого натягу. У проектованих редукторах рівною мірою застосовують циліндричні й конічні кінці валів (табл. 9.3, 9.4).
Діаметр 1-ї ступені d1 розрахований на чисте крутіння, довжина щабля l1 визначається по осьовим розмірам маточини елементів відкритих передач або посадкового місця полумуфти .
Таблиця 9.3.
Циліндричні кінці валів (гост 12080—66)
|
d |
l |
|
с |
d |
l |
r |
с |
20 |
36 |
1,6 |
1,0 |
45 |
82 |
2,0 |
1,6 |
|
22 |
30 |
1,6 |
1,0 |
50 |
82 |
2,5 |
2,0 ' |
|
25 |
42 |
1,6 |
1,0 |
55 |
82 |
2,5 |
2,0 |
|
28 |
42 |
1,6 |
1,0 |
60 |
105 |
2,5 |
2,0 ' |
|
32 |
58 |
2,0 |
1,6 |
70 |
105 |
2,5 |
2,0 |
|
36 |
58 |
2,0 |
1,6 |
80 |
130 |
3,0 |
2,5 |
|
40 |
82 |
2,0 |
1,6 |
90 |
130 |
3,0 |
2,5 \ |
Для установки і демонтажу підшипника на 2-й ступені без зняття шпонки (рис. 9.7) потрібно діаметр dl(dсp) визначити залежно від діаметра d2, рівного діаметру, d внутрішнього кільця підшипника: d1=d2 - 2,2 (h – t1)—для циліндричних кінців вала, dcp = d1=d2 - 2,2 (h – t1) — для конічних кінців, де h — висота шпонки; t1- глибина посадки шпонки у паз вала (див. табл. 11,1). Виконання цієї умови приводить до значної різниці діаметрів d1 і d2. У тих випадках, коли відстань l більше ширини внутрішнього кільця підшипника В (рис. 9.8), різниця діаметрів d1 і d2 можна зменшити за рахунок обводу шпонки при установці підшипника.
Діаметр вихідного кінця швидкохідного вала d1, який з’єднується з двигуном через муфту не повинен відрізнятися від діаметра вала ротора двигуна dдв (див. табл. 1.1) більше чим на 20%. При виконанні цієї умови з'єднання валів здійснюється стандартною муфтою.
|
|
Рис. 9.7. Конструювання вихідної ступені валу: а) з конічним кінцем; б) з циліндричним кінцем. |
Рис. 9.8. Демонтаж підшипника без зняття шпонки |
Таблиця 9.4.