Визначення геометричних параметрів ступінчастих частин редукторного валу

 

Редукторний вал – це ступінчасте циліндричне тіло, кількість і розміри ступенів якого залежить від кількості і розмірів розташованих на валу деталей.

Проектний розрахунок валу необхідний для розробки його конструкції, визначення орієнтовних геометричних розмірів (діаметр d і довжина ) його кожної ступені, а саме:

- діаметр вхідного кінця вала під напівмуфту з боку ведучого вала електродвигуна або під діаметр вихідного кінця тихохідного валу з боку приводу робочої машини, який визначається за нижчеподаною формулою:

(6)

де М_к – крутний момент, що дорівнює обертовому моменту на

валу, Н×м;

 

– і довжина елементу, що розташована на кінці валу (шестерні, зірочки, шківу або напівмуфти):

₁ = L,

де L – довжина елемента, що розташований на кінці вала.

 

Визначаємо діаметр вихідного кінця веденого тихохідного валу (під шестерню або шків передачі до робочої машини).

З таблиці 9 маємо М₂ = 184,37 Н × м і підставивши дані до формули (6), отримаємо.

 

Остаточні значення діаметрів валів в місцях посадки спряжених деталей (шківів, зубчастих коліс, підшипників тощо) округляють до найближчих стандартних значень за ГОСТ 6636-69, рекомендуємо вибирати з ряду значень R_a 40 (таблиця 10).

 

Таблиця 10 – Нормальні діаметри і довжини у машинобудуванні (витяг із ГОСТ 6636-69)

Ra 5	Ra 10	Ra 20	Ra 40	Ra 5	Ra 10	Ra 20	Ra 40
10	10	10	10	25	25	25	25
10,5	26
Ra 5	Ra 10	Ra 20	Ra 40	Ra 5	Ra 10	Ra 20	Ra 40
		11,5	11			28	28
11,5	30
12	12	12	32	32	32
13	34
14	14	36	36
15	38
16	16	16	16	40	40	40	40
17	42
18	18	45	45
19	48
20	20	20	50	50	50
21	53
22	22	56	56
24	60

У відповідності до ряду R_a 40 приймаємо:

- d_1T = 40 мм (орієнтуючись на підшипник котіння № 309, у якого діаметр під вал дорівнює 45 мм) (таблиця 11).

 

Таблиця 11 – Кулькові підшипники котіння однорядні (витяг з ГОСТ 8338-75)

Умовне позна-чення підшип-ника	Розміри, мм	Динамічна вантаж-ність	Статична вантаж-ність	Умовне позна-чення підшип-ника	Розміри, мм	Динамічна вантаж-ність	Статична вантаж-ність
d	D	B	d	D	B
С, кН	С, кН	С, кН	С, кН
Легка серія 200 Гранична частота обертання кільця підшипника при рідинному мащенні nгр = (16 ¸ 5)×10^3 хв^-1	Середня серія 300 Гранична частота обертання кільця підшипника при рідинному мащенні nгр = (16 ¸ 4)×10^3 хв^-1
				12,7	6,2					15,90	7,8
				14,00	6,95					22,5	11,40
				19,50	10,00					28,1	14,60
				25,50	13,70					33,2	18,00
				32,00	17,80					41,0	22,4
				33,20	18,60					52,7	30,00
				35,10	19,80					61,8	36,00
				43,60	25,00					71,5	41,50
				52,00	31,00					62,9	48,40
				56,00	34,00					92,3	56,00
				61,80	37,50					104,0	63,00
				66,30	41,00					112,0	72,50

 

Приймаємо довжину кінця тихохідного валу редуктора за умови його з’єднання з валом робочої машини, наприклад, за допомогою стандартної пружньої втулково-пальцьової муфти (рисунок 5, таблиця 12):

Рисунок 5 – Пружня втулково-пальцьова муфта

Таблиця 12 – Муфти пружні втулково-пальцьові (витяг з ГОСТ 21424 – 75)

 

Момент Т, Н×м	Кутова швид-кість w, рад/с	Отвір, мм	Габаритні розміри	Зміщення осей валів, не більше
d	l	L	D	поздов-жнє, мм	кутове
31,5		16; 18; 19				0,2	1^030’
		20; 22; 24
		25; 28;30
		32; 35; 36; 38; 40; 42; 45				0,3	1^0
		40; 42; 45
		48; 50; 55; 56				0,4
		50; 55; 56

 

Далі діаметри ступенів вала визначаємо або за напрацьованими практикою проектування емпіричними залежностями, або за конструктивними міркуваннями, ступінчасто збільшуючи діаметр вала від вихідного кінця до центральної ділянки (під колесо редуктора), після чого йде ступінчасте зменшення діаметра, закінчуючи розміром діаметра вала під внутрішній діаметр підшипника котіння.

Діаметри і довжини ступінчастих частин валу, а також розміри окремих елементів корпусу редуктора встановлюють під час розробки обов’язкового етапу конструювання виробу, яке має назву ескізної компоновки.