 |
Конструирование валов-шестерен и червяков
|
|
|
|
Эскизное проектирование редукторов общего назначения
Цель раздела: Разработка конструкции редукторов общего назначения.
Первым этапом конструирования является разработка эскизного проекта. При эскизном проектировании определяют расположение деталей передач, расстояния между ними, ориентировочные диаметры ступеней валов, выбирают типы подшипников и схемы их установки.
Исходные данные
Исходными данными к выполнению работы являются результаты, полученные в № 1, 2, 3 разделах.
Предварительный расчет валов редуктора
При выполнении данного раздела устанавливаем конструкцию валов, и рассчитываем диаметры отдельных участков. Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело (рис. 9.1, 9.3, 9.4). Количество и размеры ступеней вала зависят от количества и размеров установленных на него деталей.
Проектный расчет ставит целью определить ориентировочно геометрические размеры каждой ступени вала: их диаметры d и длины l. Здесь необходимо отметить, что на данном этапе окончательно не прорабатываются размеры валов по длине, так как пока окончательно неизвестно взаимное расположение деталей, установленных на валах.
Предварительный расчет быстроходных валов.
Конструирование валов-шестерен и червяков
В редукторах общего назначения из–за малых размеров шестерен и червяков быстроходные валы проектируем заодно с ними.
Валам, как правило, придаем ступенчатую форму, обеспечивающую удобства при последовательной посадке на них деталей. В целях облегчения монтажа и центрирования насаживаемых деталей на валах предусматриваем фаски. Кроме того, ступенчатая форма соответствует форме тела равного сопротивлению изгиба. В связи с этим наиболее распространенной конструкцией вала-шестерни (червяка) одноступенчатых редукторов с симметричным расположением подшипников является конструкция, представленная на рис. 9.1.
|
|
|
Определение размеров вала-шестерни начинаем с расчета диаметра выходного конца. Это связано с тем, что для валов ступенчатой конструкции диаметр выходного конца является наименьшим из всех, передающих крутящий момент.
Расчет диаметра выходного конца вала ведут по формуле:
(4.1)
где 
- диаметр выходного конца, мм;
- крутящий момент на валу, Н 
мм;
- допускаемое напряжение на кручение, МПа. (На этом этапе обычно принимают 
= 20…40 МПа. Меньшие значения для менее прочных сталей типа Ст 3, Ст 4, Сталь 30).
Если вал-шестерня приводится во вращение электродвигателем через стандартную муфту, то диаметр выходного конца должен быть согласован с диаметром вала электродвигателя по формуле:
(4. 2)
где 
- диаметр вала электродвигателя, мм (см. табл. 9.1 и рис.9.2).
Полученный результат округляем до ближайшего из ряда нормальных линейных размеров (см. таблицу 6.3. к разделу №6)
Диаметр вала под подшипник, учитывая величину заплечика, определяем по формуле:
(4. 3)
где t – размер заплечика, мм (см.табл.9.2.)
Полученное расчетом значение округляем в большую сторону с учетом размера диаметра внутреннего кольца подшипника(см.приложение, таблица А1-А3)
Расчет диаметра буртика под подшипник производится с учетом радиуса галтелей по формуле:
(4.4)
где r – радиус галтели, мм (см.табл.9.2)
Полученное значение округляем в большую сторону до нормального по таблице 6.3.
Наиболее распространенная конструкция конического вала-шестерни представлена на рис.9.3. Расчет основных размеров конического вала-шестерни начинаем с расчета диаметра выходного конца 
по формуле (9.1) или (9.2), диаметра бурта 
- по формуле аналогичной (9.3). Оба диаметра округляют до нормального линейного размера (см.табл.6.3).
|
|
|
Далее принимаем диаметр под резьбу фигурной гайки 
по табл.9.3 в ближайшую сторону от 
. Затем назначаем диаметр под посадку внутреннего кольца подшипника 
по таблицам А1-А3 в ближайшую сторону от принятого 
. Диаметр буртика под подшипник 
определяем по формуле (9.4) с дальнейшим округлением до нормального (табл.6.3).
|
|
|
