2. Конструирование зубчатых колес быстроходной ступени, а также валов и подшипников

/рис. 2.1/

Для выполнения этапа необходимо определить основные размеры зубчатых колес быстроходной ступени:

1. Диаметр ступицы колеса

2. Длина ступицы колеса .

3. Толщина обода - выбираем из табл. 1.1.

4. Толщина диска колеса .

5. Диаметр окружности впадин зубьев .

6. Внутренний диаметр обода колеса .

7. Диаметр центров отверстий в диске колеса .

8. Диаметр отверстий диска колеса .

Основные размеры валов:

1) длина шейки вала под колесом l = l_ст - 1 ÷ 3 мм;

2) длина шейки вала под шестерней l = b₁ - 1 ÷ 3 мм;

3) диаметр вала под подшипником d = d_п - 1 ÷ 5 мм;

d = d_т - 1 ÷ 5 мм;

4) диаметр бурта вала или распорной втулки D_б = d_б + (5 ÷ 8) мм;

5) диаметр шейки вала, в которую упирается подшипник D_ш = d + 2t,

где t высота заплечика вала, выбирается из табл. 2.1.

Полученные размеры округляются до ближайшего большего значения, взятого из нормального ряда чисел по ГОСТ 6636-69.

Таблица 2.1

Радиус фаски r мм	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0
Высота запле-чика t мм	1,0	2,0	2,5	3,5	4,5	5,0	6,0	7,0

Примечание: радиус фаски r, внешний диаметр подшипника D, ширина подшипника B выбираются из каталога в зависимости от d серии и типа подшипника.

Для монтажа подшипников тихоходного и быстроходного валов в соосном редукторе выполняется промежуточная опора. После вычерчивания шестерни и колеса тихоходной ступени, прежде чем перейти к конструированию быстроходной ступени, необходимо определить размер

L – расстояние от торца колеса тихоходной ступени до торца колеса быстроходной ступени, который зависит от размеров подшипников и их расположения в промежуточной опоре. Из рисунка 2.1

L = L₁ + 2K ,где

К = 8 ÷ 10 мм – расстояние от торца колеса до торца подшипника;

L₁ – ширина промежуточной опоры:

L₁ = 2a + B₁ + B₂ +K ,где

a - расстояние от стенки корпуса до торца подшипника или от торца промежуточной опоры до торца подшипника;

B₂ - ширина подшипника тихоходного вала;

B₁ - ширина подшипника быстроходного вала;

K₁ = 3 ÷ 5 мм - расстояние между подшипниками.

Итак, для определения ширины промежуточной опоры необ­ходимо иметь значения a, B_{1 ,} B₂.

Подшипники в корпусе и промежуточной опоре располагаются на расстоянии a от стенки корпуса или стенки опоры. При этом величина a выбирается в зависимости от окружной скорости V зубчатых колес быстроходной ступени. Если V ≥ 3 м/c, то считается, что при работе редуктора в кар­тере будет создаваться масляный туман, которым и осуществляет­ся смазка подшипников. В этом случае подшипник

располагается на расстоянии a = 2 ÷ 3 мм от внутренней стенка корпу­са /конструкция А/.

Если же окружная скорость колес быстроходной ступени V < 3 м/с, то считается, что масляного тумана за счет разбрызгивания масла в картере создаваться не будет и смазку подшипников необходимо осуществлять каким-либо другим спосо­бом. В редукторах чаще всего в таких случаях осуществляется индивидуальная смазка подшипников густыми маслами /солидо­лами, вазелинами и т.д./, которые заполняют на 1/2 ÷ 1/3 объем отверстия под подшипник качения. Для того чтобы в про­цессе эксплуатации густая смазка не вымывалась в картер ре­дуктора, перед подшипником ставится мазеудерживающее кольцо /конструкция Б/, размеры которого выбираются по нормалям. В этом случае величина a = 7 ÷10 мм.

Ширина подшипников B₁ и B₂ выбирается из каталога в зависимости от диаметра шейки вала d серии и типа подшипника качения или берется из распечатки ЭВМ.

Диаметр вала под подшипник d выбирается меньше, чем диаметр вала под зубчатым колесом d_п или d_Т и обяза­тельно должен быть кратным 5 для валов диаметром от 20 до 500 мм. Для валов с диаметром

/ d_п или d_Т / менее 20 мм выбирается из каталога ближайшее меньшее значение d.

Диаметральные размеры быстроходного вала обычно не рас­считываются, а выбираются конструктивно в зависимости от ди­аметра промежуточного вала и диаметра вала двигателя. Для уменьшения номенклатуры подшипников диаметр шеек под подшипник d на промежуточном и быстроходном валах желательно брать одинаковым. Из этих соображений быстроходный вал монтируется на тех же по типу и размерам подшипниках, что и промежуточный. Предварительно для монтажа промежуточного и быстроходного ва­ла ставятся радиальные шариковые подшипники средней серии независимо от того, имеем ли мы дело с прямозубыми или косозубыми колесами, т.к. осевые нагрузки в косозубых цилиндрических пе­редачах с углом наклона зуба β ≤ 15° относительно не велики.

Тихоходный вал также независимо от типа зубчатых колес /прямозубых или косозубых/ монтируется на радиальных шариковых подшипниках, предварительно следует выбирать подшипники легкой серии.

Определив таким образом ширину промежуточной опоры L₁, переходят к вычерчиванию зубчатых колес быстроходной ступени, располагая в осевом направлении торец зубчатого колеса от торца шестерни на расстоянии L. Все cказанное выше в отноше­нии конструирования зубчатых колес тихоходной передачи /смотри этап № 1, рис. 1.2./ полностью и в той же последовательности вы­полняется при работе над быстроходной парой, причем отверстие в шестерне по диаметру делается равновеликим с отверстием коле­са. Это дает возможность на быстроходном валу ставить подшипники качения того же типа и размера, что и на промежуточном.

Вычертив зубчатые колеса, переходят к конструированию ва­лов.