2. Валы червячных и червячно-цилиндрических редукторов.

Червяки выполняют стальными и чаще всего заодно с валом. Геометрические размеры червяка, в том числе длина b₁ нарезанной части и ориентировочное расстояние между опоры l₁  d_am2, известные из расчетов. Размеры выступающего из редуктора конца вала - червяка согласовывают с соответствующими размерами вала электродвигателю и соединительной муфты. Затем определяют диаметр вала в месте подшипника аналогично быстроходному валу цилиндрических зубчатых редукторов.

На рис. 1.6. приведены возможные конструкции цилиндрических червяков. Одним из основных требований, предъявляемых к ним, является обеспечение высокой жесткости червяка. С этой целью расстояние между опорами стараются делать как можно меньшим.

Диаметр вала - червяка в ненарезанной части назначают таким, чтобы обеспечить по возможности свободный выход инструмента при обработке витков и необходимую величину упорного заплечика для подшипника.

Рис. 1.5. Быстроходный вал червячно-цилиндрического редуктора

На (рис. 1.6, а, б) размер вала – червяка перед нарезанной частью удовлетворяет условию свободного выхода инструмента при обработке витков; на (рис. 1.6, а) высота заплечика достаточна для упора подшипника, а по (рис. 1.6 б) – мала. Поэтому для упора подшипника предусмотрен специальный заплечик.

При малом диаметре червяк приходится выполнять по (рис. 1.6, в). В этом случае упорные заплечики в местах установки подшипников можно выполнять как по (рис. 1.6, б) так и по (рис. 1.6, в).

Промежуточные и тихоходные валы червячно – цилиндрических редукторов рассчитывают аналогично таким же валам цилиндрических редукторов.

Рис.1.6 Конструктивные формы червяков

1.4. Примеры предварительного расчета валов двухступенчатых редукторов

1.4.1. Двухступенчатый цилиндрический редуктор

Схемы 01, 02, 03, 04

1. Электродвигатель

2. Муфта

3. Редуктор

4. Цепная передача

5. Рама

Предварительный расчет валов выполнят на кручение по пониженному допускаемому напряжению с учетом деформации изгиба и концентрации напряжений.

Быстроходный вал:

где

принимают

принимают

Диаметр входного вала согласовывают с диаметром вала электродвигателя При этом должно выдерживаться соотношение:

принимают

Ориентировочно диаметр вала в месте установки подшипника:

где - глубина шпоночного паза в ступице по ГОСТ 10748-79;

принимают

Диаметр буртика под подшипник:

где r – координата фаски подшипника [2, с.42];

принимают

Если диаметр впадин зубьев шестерни то с целью

экономии материала вала, шестерню выполняют насадной.

Так как

шестерню выполняют заодно с валом:

Промежуточный вал.

Ориентировочно диаметр вала под колесом при

где

принимают

Для удобства установки зубчатых колес на валу целесообразно предусмотреть буртик, диаметр которого:

где f – размер фаски [2, c.42];

принимают

Диаметр буртика под подшипник:

Диаметр вала в месте посадки подшипника:

принимают

Проверяют условие:

так как

шестерню выполняют насадной

Тихоходный вал.

Диаметр выходного конца вала при

где

принимают

Ориентировочно диаметр вала в месте установки подшипника:

где - глубина шпоночного паза в ступице;

принимают

Диаметр буртика под подшипник:

где r – координата фаски подшипника;

принимают

Диаметр вала под колесом:

Диаметр буртика:

принимают

2. Двухступенчатый коническо – цилиндрический редуктор

Схема 05

1. Электродвигатель

2. Клиноремённая передача

3. Редуктор

4. Муфта упругая

5. Барабан

Проектировочный расчет валов выполняют на кручение по пониженному напряжению с учетом деформации изгиба и концентрации напряжений.

Быстроходный вал:

Ориентировочный диаметр входного конца вала

где – крутящий момент, возникающий в расчетном сечении;,– допускаемое напряжение на кручение;.

Принимают

Диаметр вала определяют с учетом уплотнительного устройства и принимают его равным:

где – глубина шпоночного паза в ступице; подбирают по ГОСТ 10748-79 в зависимости от диаметра вала.

Принимают

С целью унификации на обе шейки вала обычно устанавливают подшипники одного типоразмера, не смотря на то, что требуемая работоспособность для них различная.

Диаметр участка вала под буртик для подшипника

где – координата фаски подшипника [2,c. 42].

Принимают

Вал выполнен за одно целое с шестерней.

Промежуточный вал

Промежуточный вал не имеет выходных концов, поэтому определяют диаметр вала под колесом при

Принимают

Диаметр вала под шестерню

Диаметр вала под подшипник

Диаметр вала для буртика под колесо

Принимают

Если диаметр впадин зубьев шестерни , то шестерня выполняется насадной: 80,37 > 40 + (7…9) ∙ 3 = 61…67 –шестерню выполняем насадной

Тихоходный вал

Тихоходный вал проектируют в той же последовательности, что и быстроходный при

Ориентировочный диаметр выходного конца вала

Принимают

Диаметр вала определяют с учетом уплотнительного устройства и принимают его равным:

где – глубина шпоночного паза в ступице; подбирают по ГОСТ 10748-79 в зависимости от диаметра вала.

Принимают

С целью унификации на обе шейки вала обычно устанавливают подшипники одного типоразмера, не смотря на то, что требуемая работоспособность для них различна.

Диаметр участка вала под буртик для подшипника

где – координата фаски подшипника [2,c. 42].

Принимают

Диаметр вала для буртика под колесо

Принимают

2. Двухступенчатый червячно – цилиндрический редуктор

Схема 06

1. Электродвигатель

2. Муфта упругая

3. Редуктор червячно-цилиндрический

4. Муфта

5. Звездочка

Проектировочный расчет валов выполняют на кручение по пониженному допускаемому напряжению , с учетом деформации изгиба и концентрации напряжения.

Быстроходный вал.

Ориентировочный диаметр входного конца вала – червяка:

,

где - крутящий момент, возникающий в расчетном сечении вала,.

- допускаемое напряжение на кручение, принимают .

Диаметр входного конца вала согласуется с диаметром электродвигателя, при этом должно выдерживаться соотношение:

,

где - диаметр вала электродвигателя, принимают.

Принимают .

Ориентировочное значение диаметра вала в месте установки подшипника [5,с.8].

,

где - глубина шпоночного паза в ступице, принимают по ГОСТ 10748-79.

Принимают

С целью унификации на обе шейки вала обычно устанавливают подшипники одного типоразмера, несмотря на то, что требуемая работоспособность для них различна. Длину шеек назначают равной ширине устанавливаемого подшипника.

Диаметр участка вала под буртик для подшипника:

,

где – координата фаски,[2, с. 42]

Принимают .

Промежуточный вал.

Промежуточные валы не имеют выходных концов, поэтому определяют диаметр вала под колесо при .

Принимают .

Диаметр вала под подшипник:

,

Диаметр участка вала под буртик для подшипника:

,

где – координата фаски,мм [2,c.42]

,

Принимают .

Диаметр вала под шестерню:

Если диаметр впадин зубьев шестерни

,

где - модуль цилиндрической зубчатой передачи ,.

то шестерня выполняется насадной,

,

Диаметр буртика под колесо:

,

,

Принимают .

Тихоходный вал.

Тихоходный вал рассчитывают так же, как и быстроходный вал.

Диаметр выходного конца вала определяют по формуле:

Принимают .

Принимают .

Определяют диаметр вала в месте установки подшипника:

,

Принимают .

Диаметр участка вала под буртик для подшипника :

Принимают