Проектирование быстроходного вала

Один из вариантов конструкции быстроходного вала редуктора представлен на рис. 4. Для размещения на валу деталей он так же, как и тихоходный вал, имеет ступенчатую форму и состоит из семи участков. При передаточном числе зубчатой передачи больше 2,5 быстроходный вал выполняют в виде вал-шестерни. Формирование изображения быстроходного вала в этом случае начинают с зубчатого венца, основные размеры которого определяются при расчете зубчатой передачи. Вариант конструктивного выполнения зубчатого венца зависит от соотношения диаметров заплечика подшипника d _зп (см. табл. 7) и окружности впадин шестерни d_f (рис. 5). Предпочтительным является вариант, при котором d_f > d _зп (рис. 5 а). При d_f < d _зп необходимо предусматривать участки для выхода червячной фрезы, нарезающей зубья (рис. 5 б, в). Длина этих участков L _в определяется графически в зависимости от диаметра фрезы D _ф. Диаметр фрезы назначают по величине модуля:

m, мм………… < 2.5 2.5…3 3…4 4…5 5…6 6…7

D _ф, мм……….. 70 80 90 100 112 125

Размер фаски зубчатого венца определяют по формуле C ₁= 0,5 m и округляют до ближайшего значения по табл. 1.

Диаметр хвостовика вала (участок № 1 на рис. 4) ориентировочно определяют из расчета вала на кручение по пониженным допускаемым напряжениям

d ₁= ,

где T _б – крутящий момент на быстроходном валу, Н•м;

[ ] – пониженные допускаемые напряжения на кручение, [ ]=15 МПа для вала из стали 45.

Полученное значение d ₁ округляют до ближайшего числа из ряда нормальных линейных размеров. Длину хвостовика рассчитывают по формуле l ₁=1,5 d ₁ и также округляют по этому ряду. Участок вала с номером 2 предназначен для взаимодействия с уплотнением. Его диаметр равен d ₂= d ₁+5, а длина определяется по формуле (1), в которой B – ширина подшипника быстроходного вала (см. табл. 7).

Рис.4. Быстроходный вал редуктора

В этой формуле при наружном диаметре подшипника быстроходного вала D <105 мм можно принять L_k =18 мм, при D 105 мм – L_k =22 мм.

Подбор подшипников быстроходного вала следует начинать с шарикоподшипников радиальных однорядных средней серии. Для их размещения предназначены 3-й и 7-й участки. Диаметр этих участков определяют по формуле d ₂= d ₁+10 с округлением до ближайшего кратного 5 числа. В случае использования маслоотражательных, либо мазеудерживающих колец они также устанавливаются на участки 3-й и 7-й. Отсюда длина каждого из этих участков равна l ₃ = B + S _c, где S _c – длина ступицы соответствующего кольца. Для маслоотражательного кольца S _c = для мазеудерживающего кольца , где S_k и определяются из таблиц к рис. 6 и 7.

Рис. 5. Конструкция вал-шестерни цилиндрической

Мазеудерживающими кольцами (рис. 6) закрывают все подшипники редуктора, если они смазываются пластичными смазками.

D	, мм	, мм
до 80
80…150
150…200

Рис. 6. Кольцо мазеудерживающее

Маслоотражательные кольца (рис. 7) устанавливают на быстроходном валу редуктора с косозубой или шевронной передачей при смазке подшипников масляным туманом, если делительный диаметр шестерни меньше наружного диаметра подшипника быстроходного вала.

Таблица 7

Подшипники шариковые радиальные однорядные (ГОСТ 8338-75)

.

Легкая серия	Средняя серия
Обоз-наче- ние	Размеры, мм	Обоз-наче- ние	Размеры, мм
d	D	B	r	d зп	d	D	B	r	d зп
				1.5 1.5 1.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3.0 3.0 3.0 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 4.0 4.0 4.0						2.5 2.5 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 5.0 5.0

Участки 4-й и 6-й являются буртиками, предназначенными для осевой фиксации подшипников. Диаметр этих участков равен диаметру заплечиков для подшипников d _зп и определяется по табл. 7.

D	, мм	, мм
до 80
80…150
150…200

Рис. 7. Кольцо маслоотражательное

Длина 4-го и 6-го участков определяется из условия примерного совпадения внутренних границ подшипников быстроходного и тихоходного валов, расположенных по одну сторону от зубчатой передачи.