5.1. Типовые конструкции валов одноступенчатых редукторов

Последовательность выполнения конструкций быстроходного вала цилиндрического, быстроходного вала конического, тихоходного цилиндрического и конического валов одноступенчатых редукторов приведены соответственно на рис. 5.1.1, 5.1.3, 5.1.5, 5.1.7, а их конструкции с рекомендациями по предварительному выбору подшипников и размеров отдельных ступеней приведены соответственно на рис. 5.2.2, 5.2.4, 5.2.6.,5.2.8.

При разработке конструкций валов следует руководствоваться рекомендациями, приведенными в табл. 5.1.1.

Таблица 5.1.1

Значения высоты буртика t, ориентировочные величины фаски ступицы f

и координаты фаски подшипника r валов

в зависимости от диаметра соответствующей ступени d

d	17…24	25…30	32…40	42…50	52…60	62…70	71…85
t	2	2,2	2,5	2,8	3	3,3	3,5
r	1,6	2	2,5	3	3	3,5	3,5
f	1	1	1,2	1,6	2	2	2,5

При конструировании валов следует принять во внимание следующие положения:

1. проектный расчет выполняется на стадии эскизного проектирования по формуле

, (5.1.1)

где – крутящий момент, Н∙м; – допускаемое напряжение на кручение, Н/мм².

Проектный расчет производится только на кручение, а для компенсаций неизвестных на этот момент напряжений изгиба и других неучтенных факторов принимают значительно пониженные значения допускаемых напряжений кручения. Например, для выходных концов валов редукторов 15 – 20 МПа, причем меньшие значения принимают для быстроходных валов, большие – для тихоходных валов; Полученные в результате расчета значения привести к стандартным значениям выходных концов валов (см. Приложение 2, табл. 2,3)

2. диаметр d₁ выходного конца быстроходного вала, соединенного с двигателем через любого вида муфту, определяется по соотношению d₁=(0,8…1,2)d_дв, где d_дв – диаметр выходного конца вала ротора двигателя

3. диаметры и длины ступеней валов d и l округлить до ближайших стандартных чисел по ряду нормальных линейных размеров, при этом диаметр и длина каждой последующей ступени определяется по стандартному значению диаметра и длины предыдущей;

4. стандартные значения d₃ и d₄ под подшипники принять равными диаметру внутреннего кольца подшипника d соответствующего типа подшипника;

5. в дальнейшем при разработке чертежа общего вида привода размеры диаметров и длин ступеней валов (d и l) подлежат уточнению.

1-я ступень под элемент открытой передачи или полумуфты:

, где – крутящий момент, равный вращающемуся моменту на валу, Н·м; [τ]_k = (15 – 20) МПа

l₁ = (0,8…1,5) d₁ – под звездочку; l₁ = (1,2…1,5) d₁ – под шкив;

l₁ = (1,0…1,5)d₁ – под шестерню; l₁ = (1,0…1,5)d₁ – под полумуфту.

2-я ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипник:

d₂ = d₁ + 2t;

l₂ ≈ 1,5 d₂.

3-я ступень под шестерню, колесо:

, возможно ;

при

принять

при d₃ >d_a1

принять d₃ = d_a1;

l₃определить

графически на эскизной компоновке.

4 -я ступень под подшипник:

d₄ = d₂

l₄ = В + с – для шари-ковых подшипников;

l₄ = Т + с – для роли-ковых конических под-шипников.

Рис. 5.1.1. Последовательность построения чертежа быстроходного вала цилиндрического одноступенчатого редуктора

Рис. 5.1.2. Быстроходный вал цилиндрического одноступенчатого редуктора

1-я ступень под элемент открытой передачи или полумуфты:

, где – крутящий момент, равный вращающемуся моменту на валу, Н·м;

l₁ = (0,8…1,5) d₁ – под звездочку; l₁ = (1,2…1,5) d₁ – под шкив;

l₁ = (1,0…1,5) d₁ – под шестерню; l₁ = (1,0…1,5) d₁ – под полумуфту.

2-я ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипник:

d₂ = d₁ + 2t;

l₂ ≈ 1,5 d₂ .

3-я ступень под шестерню, колесо:

d₃ = d₂ + 3,2r, возможно d₃ ≤ d_л;

при d₃ >d_a1 принять d₃ = d_a1;

l₃ определить графически по эскизной компоновке.

4-я под подшипник:

d₄ = d₂;

l₄ = В + с – для шариковых подшипников;

l₄ = Т+ с – для роликовых конических подшипников.

Предварительный выбор подшипников

Радиальные шариковые однорядные при a_w ≥ 200 мм.

Серия лёгкая (средняя).

1-я ступень под элемент открытой передачи или полумуфты:

, где – крутящий момент, равный вращающемуся моменту на валу, Н·м;

l₁ = (0,8…1,5) d₁ – под звездочку; l₁ = (1,2…1,5) d₁ – под шкив;

l₁ = (1,0…1,5) d₁ – под шестерню; l₁ = (1,0…1,5) d₁ – под полумуфту.

2-я ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипник:

d ₂ = d₁ + 2t – только под уплотнение;

l₂ ≈ 0,6 d₄ – только под уплотнение.

3-я ступень под шестерню, колесо:

d ₃ = d₄ + 3,2r,

возможно d₃ ≤ d_fe1; d₃ >d_fe1;

l₃ определить графически по эскизной

компоновке.

Рис. 5.1.3. Последовательность построения чертежа быстроходного вала конического одноступенчатого редуктора

4-я ступень под подшипник:

d ₄=d₅+(2…4)мм;

l₄ определить графически.

Рис. 5.1.3. Последовательность построения чертежа быстроходного вала конического одноступенчатого редуктора (окончание)

Рис. 5.1.4. Быстроходный вал конического одноступенчатого редуктора

1-я ступень под элемент открытой передачи или полумуфты;

, где – крутящий момент, равный вращающемуся моменту на валу, Н·м;

l₁ = (0,8…1,5) d₁ – под звездочку; l₁ = (1,2…1,5) d₁ – под шкив;

l₁ = (1,0…1,5) d₁ – под шестерню; l₁ = (1,0…1,5) d₁ – под полумуфту.

2-я ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипник:

d₂ = d₁ + 2t – только под уплотнение;

l₂ ≈ 0,6 d₄ – только под уплотнение.

3-я ступень под шестерню, колесо:

d₃ = d₄ + 3,2r,

возможно d₃ ≤ d_fe1; d₃ >d_fe1;

l₃ определить графически на эскизной компоновке.

4-я ступень под подшипник:

d₄ = d₅ + (2…4) мм;

l₄ определить графически

Предварительный выбор подшипников

Роликовые конические типа 7000 или 27000 при n₁ < 1500 об/мин.

Радиально- упорные шариковые типа 46000; при n₁ ≥ 1500 об/мин.

Серия легкая (средняя).

Угол контакта α = 11…16° для типа 7000;

α = 25…29° для типа 27000;

α = 26° для типа 46000.

1-я ступень под элемент открытой передачи или полумуфты:

, где – крутящий момент, равный вращающемуся моменту на валу, Н·м;

l₁ = (0,8…1,5) d₁ – под звездочку; l₁ = (1,2…1,5) d₁ – под шкив;

l₁ = (1,0…1,5) d₁ – под шестерню; l₁ = (1,0…1,5) d₁ – под полумуфту.

2-я ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипник:

d₂ = d₁ + 2t – только под уплотнение;

l₂ ≈ 0,6 d₄ – только под уплотнение.

3-я ступень под шестерню, колесо:

d₃ = d₄ + 3,2r,

возможно d₃ ≤ d_fe1; d₃ >d_fe1;

l₃ определить графически по эскизной компоновке.

Рис. 5.1.5. Последовательность построения чертежа тихоходного вала цилиндрического и конического одноступенчатого редуктора

4 -я ступень под подшипник:

d₄ = d₅ + (2…4) мм;

l₄ определить

графически.

Рис. 5.1.5. Последовательность построения чертежа тихоходного вала цилиндрического и конического одноступенчатого редуктора (окончание)

Рис. 5.1.6. Тихоходный вал конического одноступенчатого редуктора

1-я ступень под элемент открытой передачи или полумуфты:

, где – крутящий момент, равный вращающемуся моменту на валу, Н·м;

l₁ = (0,8…1,5) d₁ – под звездочку; l₁ = (1,2…1,5) d₁ – под шкив;

l₁ = (1,0…1,5) d₁ – под шестерню; l₁ = (1,0…1,5) d₁ – под полумуфту.

2-я ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипник:

d₂ = d₁ + 2t – только под уплотнение;

l₂ ≈ 0,6 d₄ – только под уплотнение.

3-я ступень под шестерню, колесо:

d₃ = d₄ + 3,2r,

возможно d₃ ≤ d_fe1; d₃ >d_fe1;

l₃ определить графически по эскизной компоновке.

4-я под подшипник:

d₄ = d₅ + (2…4) мм;

l₄ определить графически.

Предварительный выбор подшипников

Роликовые конические типа 7000.

Серия легкая.

Угол контакта α = 11…16° для типа 7000:

α = 25…29° для типа 27000;

α = 26° для типа 46000.

1-я ступень под элемент открытой передачи или полумуфты:

, где – крутящий момент, равный вращающемуся моменту на валу, Н·м;

l₁ = (0,8…1,5) d₁ – под звездочку; l₁ = (1,2…1,5) d₁ – под шкив;

l₁ = (1,0…1,5) d₁ – под шестерню; l₁ = (1,0…1,5) d₁ – под полумуфту.

2 -я ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипник:

d₂ = d₁ + 2t – только под уплотнение;

l₂ ≈ 0,6 d₄ – только под уплотнение.

3-я ступень под шестерню, колесо:

d₃ = d₄ + 3,2r,

возможно d₃ ≤ d_fe1;

d₃ >d_fe1;

l₃^* определить графически по эскизной компоновке.

4-я ступень под подшипник:

d ₄ = d₅ +(2…4) мм;

l₄ определить графи­чески.

Рис. 5.1.7. Последовательность построения чертежа тихоходного вала конического одноступенчатого редуктора

Рис. 5.1.8. Тихоходный вал конического одноступенчатого редуктора

1-я ступень под элемент открытой передачи или полумуфты:

, где - крутящий момент, равный вращающемуся моменту на валу, Н·м (см. табл. 2. 5); [τ]_k (см 7. 2)

l₁ = (0,8…1,5) d₁ – под звездочку; l₁ = (1,2…1,5) d₁ – под шкив;

l₁ = (1,0…1,5) d₁ – под шестерню; l₁ = (1,0…1,5) d₁ – под полумуфту.

2-я ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипник

d₂ = d₁ + 2t – только под уплотнение;

l₂ ≈ 0,6 d₄ – только под уплотнение.

3-я ступень под шестерню, колесо:

d₃ = d₄ + 3,2r,

возможно d₃ ≤ d_fe1; d₃ >d_fe1;

l₃ ^* определить графически по эскизной компоновке.

4-я ступень под подшипник

d₄ = d₅ + (2…4) мм;

l₄ определить графически.

Предварительный выбор подшипников

Роликовые конические типа 7000.

Серия легкая.

Угол контакта α = 11…16° для типа 7000:

α = 25…29° для типа 27000;

α = 26° для типа 46000.