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 d ₁ выходного конца быстроходного вала, соединенного с двигателем через любого вида муфту, определяется по соотношению d ₁=(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 d ₃ и d ₄ 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

l ₁ = (0,8…1,5) d ₁ – под звездочку; l ₁ = (1,2…1,5) d ₁ – под шкив;

l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под шестерню; l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под полумуфту.

 

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

d ₂ = d ₁ + 2 t;

l ₂ ≈ 1,5 d ₂.

 

 

3-я ступень под шестерню, колесо:

, возможно ;

при

принять

при d ₃ > d _{a 1}

принять d ₃ = d _a1;

l ₃определить

графически на эскизной компоновке.

 

 

4-я ступень под подшипник:

d ₄ = d ₂

l ₄ = В + с – для шари-ковых подшипников;

l ₄ = 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;

l ₁ = (0,8…1,5) d ₁ – под звездочку; l ₁ = (1,2…1,5) d ₁ – под шкив;

l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под шестерню; l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под полумуфту.

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

d ₂ = d ₁ + 2 t;

l ₂ ≈ 1,5 d ₂.

3-я ступень под шестерню, колесо:

d ₃ = d ₂ + 3,2 r, возможно d ₃ ≤ d _л;

при d ₃ > d _{a 1} принять d ₃ = d _a1;

l ₃ определить графически по эскизной компоновке.

4-я под подшипник:

d ₄ = d ₂;

l ₄ = В + с – для шариковых подшипников;

l ₄ = 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;

l ₁ = (0,8…1,5) d ₁ – под звездочку; l ₁ = (1,2…1,5) d ₁ – под шкив;

l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под шестерню; l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под полумуфту.

 

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

d ₂ = d ₁ + 2 t – только под уплотнение;

l ₂ ≈ 0,6 d ₄ – только под уплотнение.

 

3-я ступень под шестерню, колесо:

d ₃ = d ₄ + 3,2 r,

возможно d ₃ ≤ d _{fe 1}; d ₃ > d _{fe 1};

l ₃ определить графически по эскизной

компоновке.

 

 

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

4-я ступень под подшипник:

d ₄= d ₅+(2…4)мм;

l ₄ 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;

l ₁ = (0,8…1,5) d ₁ – под звездочку; l ₁ = (1,2…1,5) d ₁ – под шкив;

l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под шестерню; l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под полумуфту.

 

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

d ₂ = d ₁ + 2 t – только под уплотнение;

l ₂ ≈ 0,6 d ₄ – только под уплотнение.

 

3-я ступень под шестерню, колесо:

d ₃ = d ₄ + 3,2 r,

возможно d ₃ ≤ d _{fe 1}; d ₃ > d _{fe 1};

l ₃ определить графически на эскизной компоновке.

 

 

4-я ступень под подшипник:

d ₄ = d ₅ + (2…4) мм;

l ₄ определить графически

Предварительный выбор подшипников

Роликовые конические типа 7000 или 27000 при n ₁ < 1500 об/мин.

Радиально- упорные шариковые типа 46000; при n ₁ ≥ 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;

l ₁ = (0,8…1,5) d ₁ – под звездочку; l ₁ = (1,2…1,5) d ₁ – под шкив;

l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под шестерню; l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под полумуфту.

 

 

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

d ₂ = d ₁ + 2 t – только под уплотнение;

l ₂ ≈ 0,6 d ₄ – только под уплотнение.

 

3-я ступень под шестерню, колесо:

 d ₃ = d ₄ + 3,2 r,

 возможно
  d ₃ ≤ d _{fe 1}; d ₃ > d _{fe 1};

l ₃ определить графически по эскизной компоновке.

 

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

4-я ступень под подшипник:

 

d ₄ = d ₅ + (2…4) мм;

l ₄ 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;

l ₁ = (0,8…1,5) d ₁ – под звездочку; l ₁ = (1,2…1,5) d ₁ – под шкив;

l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под шестерню; l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под полумуфту.

 

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

d ₂ = d ₁ + 2 t – только под уплотнение;

l ₂ ≈ 0,6 d ₄ – только под уплотнение.

 

3-я ступень под шестерню, колесо:

d ₃ = d ₄ + 3,2 r,

возможно d ₃ ≤ d _{fe 1}; d ₃ > d _{fe 1};

l ₃ определить графически по эскизной компоновке.

 

4-я под подшипник:

d ₄ = d ₅ + (2…4) мм;

l ₄ 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;

l ₁ = (0,8…1,5) d ₁ – под звездочку; l ₁ = (1,2…1,5) d ₁ – под шкив;

l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под шестерню; l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под полумуфту.

 

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

d ₂ = d ₁ + 2 t – только под уплотнение;

l ₂ ≈ 0,6 d ₄ – только под уплотнение.

 

3-я ступень под шестерню, колесо:

 d ₃ = d ₄ + 3,2 r,

возможно d ₃ ≤ d _{fe 1};

d ₃ > d _{fe 1};

l ₃^* определить графически по эскизной компоновке.

 

4-я ступень под подшипник:

d ₄ = d ₅ +(2…4) мм;

l ₄ 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)

l ₁ = (0,8…1,5) d ₁ – под звездочку; l ₁ = (1,2…1,5) d ₁ – под шкив;

l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под шестерню; l ₁ = (1,0…1,5) d ₁ – под полумуфту.

 

2-я ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипник

d ₂ = d ₁ + 2 t – только под уплотнение;

l ₂ ≈ 0,6 d ₄ – только под уплотнение.

 

3-я ступень под шестерню, колесо:

d ₃ = d ₄ + 3,2 r,

возможно d ₃ ≤ d _{fe 1}; d ₃ > d _{fe 1};

l ₃ ^* определить графически по эскизной компоновке.

 

4-я ступень под подшипник

d ₄ = d ₅ + (2…4) мм;

l ₄ 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.