Конструирование валов.

Шестерня может быть выполнена с валом как одна деталь (вал – шестерня), если выполняется следующее условие

, (42)

где – диаметр окружности впадин шестерни (рисунок 6). Расчет этого размера проводился в пункте 5;

– диаметр буртика (рисунок 6). Рассчитан в пункте 6.

Для рассматриваемого примера мм. А мм. Условие (42) выполняется, следовательно, быстроходный вал изготавливается, как вал – шестерня.

7.2 Предварительный выбор подшипников

В редукторах применяют в основном подшипники качения. Выбор типа подшипника зависит от нагрузок, действующих на вал. В рассматриваемом случае действуют только радиальные силы, поэтому применяем радиальные шарикоподшипники, параметры которых сведем в таблицу 5. Для быстроходного вала выбираем подшипники средней серии, а для тихоходного легкой серии.

Таблица 5 – Выбор радиальных шарикоподшипников

Диаметр окружности, проходящей через центр тел качения , мм, определяется по формуле:

. (43)

= 0, 5(72 +30)= 51

= 0, 5(85+45) = 65

Рассчитываем диаметр шариков по формуле:

(44)

= 0, 32 (72-30)= 13, 44

= 0, 32 (85-45)= 12, 8

Рассчитываем толщину колец подшипников по формуле:

S= 0, 15 ·(D - d) (45)

S₁ = 0, 15 (72-30) = 6, 3

S₂ = 0, 15 (85-45) = 6

7.3Выбор способа смазки передачи и подшипников

Зубчатая цилиндрическая передача в горизонтальном редукторе смазывается жидким маслом методом окунания колеса в масляную ванну, роль которой играет корпус редуктора. Так как величина окружной скорости в зацеплении зубчатых колес V = 4, 5 м/с, что больше 2, 5 м/с, то подшипники смазываются масляным туманом от разбрызгивания этого же масла.

7.4Выбор крышек подшипниковых узлов и уплотнений

Для герметизации подшипниковых узлов редуктора и осевой фиксации подшипников применяются крышки. Они изготавливаются, как правило, из чугуна СЧ 15. Размеры крышек определяют в зависимости от диаметра наружного кольца подшипника D.

Для предотвращения вытекания смазочного материала из подшипниковых узлов, а также защиты их от попадания пыли, грязи и влаги, в крышках с отверстием для выходного конца вала размещается уплотнение.

Во время работы привода происходит нагрев деталей и масла, что приводит к линейному удлинению валов редуктора. Для компенсации этого расширения предусматривают осевой зазор в подшипниковых узлах а = 0, 2…0, 5 мм, который на чертежах общего вида не показывается. При применении торцовых крышек регулировка осевого зазора производится с помощью набора металлических прокладок, который устанавливается под фланец крышки.

Торцовые крышки подшипниковых узлов крепятся к корпусу редуктора с помощью потайных винтов, а для того, чтобы не было их самоотвинчивания при вибрации, под головки винтов могут подкладываться пружинные шайбы.

7.5Графическая часть эскизной компоновки редуктора.

Выполнение эскизной компоновки проводится несколькими этапами.

На первом этапе откладывается межосевое расстояние и вычерчивается зубчатая цилиндрическая передача, размеры которой получены в пункте 4.

На втором этапе прочерчивается граница внутренней стенки редуктора на расстоянии X = 8…12 мм от элементов зубчатой цилиндрической передачи. Со стороны шестерни предварительное значение размера , мм, определяется по формуле

, (46)

где D – диаметр наружного кольца подшипника быстроходного вала, мм.

На третьем этапе вычерчиваются ступени валов на соответствующих осях по диаметральным размерам, полученным в проектном расчете валов. Длины участков валов L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆, L₇, L₈, мм, получаются из следующих рассуждений:

L₁ – длина участка быстроходного вала под ведомый шкив клиноременной передачи:

= 52, 5 мм (47)

Длина участка быстроходного вала под крышку с уплотнителем и подшипник

мм (48)

L₃, L₇ – длины участков валов, находящихся внутри корпуса редуктора:

= 80 + 20= 100 мм (49)

L₄ – длина участка быстроходного вала под подшипник:

мм (50)

Длина участка вала под полумуфту:

L₅ = (51)

Длина участка тихоходного вала под крышку с уплотнителем и подшипник (определяем по формуле 48)

L₆ = 19 + 20 +5 = 44 мм

Длина участка тихоходного вала под подшипник (определяем по формуле 50)

L₈ = 19+ 2= 21 мм

На четвертом этапе дорисовываются подшипники по своим габаритным размерам (таблица 5) и определяются для валов размеры , мм, которые являются плечами приложенных к валу сил. Определение этих размеров позволяет провести проверочный расчет валов на прочность и расчет подшипников на долговечность.