Проектирование тихоходного вала

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:

d₁= ,

где T_Т – 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 d₁ 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 l₁ = (1,5…2) d₁ 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; C₃ – фаска посадочного отверстия зубчатого колеса (см. табл. 1).

После расчета диаметра d₃ по формуле табл.6 следует округлить его до ближайшего значения, кратного пяти. Длина участка l₂ определяется по формуле

l₂ = L₂ – B – n + L_k + y, (1)

где n – расстояние от торца подшипника до внутренней поверхности стенки корпуса, n=7 мм, L_k – величина, зависящая от толщин опорной поверхности крышки подшипника, шайбы пружинной и высоты головки болта крепления крышки к корпусу; значения параметров L₂ и y приведены в разделе 3.

Таблица 6

Размеры участков тихоходного вала

 

№ участка	Диаметр, мм	Длина, мм
	d1	l1
	d2 = d1 + 5	l2
	d3 = d1 + 10	l3=(20…30) +B
	d4 = d3 + 5	l4=Lc – 2
	d5=d4 + (3…4)C3	10…15
	d6 = dзп	10…15
	d7 = d3	B

 

При наружном диаметре подшипника тихоходного вала D < 105 мм можно принять L_k = 18 мм, при D 105 мм – L_k = 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.