Один из вариантов конструкции тихоходного вала редуктора представлен на рис. 3. Для размещения на валу деталей он имеет ступенчатую форму и состоит из семи участков. Участок вала с номером 1 называется хвостовиком. На нем устанавливают деталь, которая передает крутящий момент с тихоходного вала редуктора на исполнительный механизм. Диаметр хвостовика ориентировочно определяют из расчета вала на кручение по пониженным допускаемым напряжениям:
d 1= ,
где TТ – крутящий момент на тихоходном валу, Н•м;
[ ] – пониженные допускаемые напряжения на кручение, [
]=15 МПа для вала из стали 45.
Рис. 3. Разработка конструкции тихоходного вала редуктора
Полученное значение d 1 округляют до ближайшего числа из ряда нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69: 20 22 24 25 26 28 30 32 34 (35) 36 38 40 42 45 48 50 53 (55) 56 60 63 (65) 67 (70) 71 75 80 85 90 95 100.
Длину хвостовика выбирают в диапазоне l 1 = (1,5…2) d 1 и также округляют по этому ряду. Участок вала с номером 2 предназначен для взаимодействия с уплотнением. На 3-м и 7-м участках устанавливают одинаковые шарикоподшипники радиальные однорядные. Участок с номером 4 предназначен для установки зубчатого колеса. Участки 5 и 6 являются буртиками для осевой фиксации соответственно зубчатого колеса и подшипника.
Рекомендуемые размеры участков приведены в табл. 6. В этой таблице приняты следующие обозначения: B - ширина подшипника тихоходного вала (см. табл. 7); d зп- диаметр заплечика подшипника (см. табл. 7); L c - длина ступицы; C 3 – фаска посадочного отверстия зубчатого колеса (см. табл. 1).
После расчета диаметра d 3 по формуле табл.6 следует округлить его до ближайшего значения, кратного пяти. Длина участка l 2 определяется по формуле
l 2 = L 2 – B – n + Lk + y, (1)
где n – расстояние от торца подшипника до внутренней поверхности стенки корпуса, n =7 мм, Lk – величина, зависящая от толщин опорной поверхности крышки подшипника, шайбы пружинной и высоты головки болта крепления крышки к корпусу; значения параметров L 2 и y приведены в разделе 3.
Таблица 6
Размеры участков тихоходного вала
№ участка | Диаметр, мм | Длина, мм |
d 1 | l 1 | |
d 2 = d 1 + 5 | l 2 | |
d 3 = d 1 + 10 | l 3=(20…30) + B | |
d 4 = d 3 + 5 | l 4= L c – 2 | |
d 5= d 4 + (3…4) C 3 | 10…15 | |
d 6 = d зп | 10…15 | |
d 7 = d 3 | B |
При наружном диаметре подшипника тихоходного вала D < 105 мм можно принять Lk = 18 мм, при D 105 мм – Lk = 22 мм. Для тихоходного вала на этом этапе проектирования рекомендуется выбирать подшипники легкой серии. При назначении длины третьего участка расстояние между подшипником и зубчатым колесом следует принимать исходя из симметричного расположения подшипников относительно колеса.