Проектирование быстроходного вала

Один из вариантов конструкции быстроходного вала редуктора представлен на рис.4. Для размещения на валу деталей он также 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. Размер фаски зубчатого венца равен C₁.

 

Рис.4. Разработка конструкции быстроходного вала редуктора

 

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

d₁= ,

где T_б – крутящий момент на быстроходном валу в Н•м, [ ] – пониженные допускаемые напряжения на кручение, [ ]=15 МПа для вала из стали 45. Полученное значение округляют до ближайшего числа из ряда нормальных линейных размеров. Длину хвостовика принимают равной l₁=1.5d₁ и также округляют по этому ряду. Участок вала с номером 2 предназначен для взаимодействия с уплотнением. Его диаметр равен d₂=d₁+5, а длина определяется по формуле (1), в которой B – ширина подшипника быстроходного вала (табл.4). 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 и 7 участки. Диаметр этих участков определяют по формуле d₂=d₁+10 с округлением до ближайшего кратного 5 числа. В случае использования маслоотражательных, либо мазеудерживающих колец они также устанавливаются на участки 3 и 7. Отсюда длина каждого из этих участков равна l₃=B+S_c, где S_c-толщина ступицы соответствующего кольца. Для маслоотражательного кольца , для мазеудерживающего кольца , где и S_k определяются из таблиц к рис.6 и 5.

         

 

D	, мм	, мм
до 80	6	2
80…150	8	2
150…200	9	3

 

               Рис.5. Кольцо мазеудерживающее

 

              

D	, мм	, мм
до 80	1	8
80…150	2	12
150…200	3	15

 

      Рис.6. Кольцо маслоотражательное

 

      Мазеудерживающие кольца (рис.5) устанавливают в случае смазки подшипников густыми смазками. Маслоотражательные кольца (рис.6) применяют при смазке подшипников масляным туманом для косозубых и шевронных передач, у которых делительный диаметр шестерни меньше наружного диаметра подшипника быстроходного вала. Для смазки подшипников масляным туманом окружная скорость в зацеплении должна быть больше 1 м/с. Участки 4 и 6 являются буртиками, предназначенными для осевой фиксации подшипников. Рекомендуемые размеры участков приведены в табл.3. Диаметр этих участков равен диаметру d_б заплечиков для подшипников и определяется по табл.4. Длина участков определяется из условия совпадения внутренних границ подшипников, расположенных по одну сторону от зубчатой передачи.

 

 

Табл.4. Подшипники шариковые радиальные однорядные (ГОСТ 8338-75)

                   

Легкая серия
Обозначение	Размеры, мм					Грузоподъемность, Кн
	d	D	B	r	dб	С	С0
204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216	20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80	47 52 63 72 80 85 90 100 110 120 125 130 140	14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26	1.5 1.5 1.5 2 2 2 2 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3.0	26 31 36 43 48 53 58 64 70 75 80 85 91	12.7 14.0 19.5 25.5 32.0 33.2 35.1 43.6 52.0 56.0 61.8 66.3 70.2	6.2 6.95 10.0 13.7 17.8 18.6 19.8 25.0 31.0 34.0 37.5 41.0 45.0

 

Средняя серия
Обозначение	Размеры, мм					Грузоподъемность, Кн
	d	D	B	r	dб	С	С0
304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316	20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80	52 62 72 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170	15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39	2 2 2 2.5 2.5 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5	27 32 38 44 50 55 62 66 74 78 80 92 98	15.9 22.5 28.1 33.2 41.0 52.7 61.8 71.5 81.9 92.3 104 112 124	7.8 11.4 14.6 18.0 22.4 30.0 36.0 41.5 48.0 56.0 63.0 72.5 80.0