3. Конструирование и предварительный расчет валов редуктора

Простые по конструкции гладкие валы выполняются одинакового номинального диаметра по всей длине; для обеспечения требуемых посадок деталей предусматриваются на участках вала соответствующие отклонения диаметра. Для удобства сборки и разборки узла вала, замены подшипников и других насаживаемых деталей вала – валы выполняются ступенчатыми.

Предварительный расчет проводим на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

1. Ведущий вал

Материал ведущего вала выбираем такой же, как уже выбранный материал шестерни, предполагая , что шестерню будем выполнять заодно с валом.

Диаметр выходного конца вала определяем из расчёта только на кручение по пониженным напряжениям по формуле

[П.1, формула 25],

где: Т₁ – крутящий момент ведущего вала, Н мм;

[τ_к] _- допускаемое напряжение на кручение, МПа.

Корректируем d_в11 по предполагаемому ряду чисел [п.1, стр.161], при необходимости по стандартным размерам муфт (п.1, стр. 268-288). Для двигателя d_дв=38 мм, принимаем

d_в11 =32 мм.

Разрабатываем конструкцию вала.

Длина ступени l₁₁ под полумуфту l₁₁= (1,0 ÷1,5) d_в11=(1,0 ÷1,5) 32=32…48 мм

Диаметр второй ступени d₂ под подшипники качения определяется

t =2,2 мм [п.2, табл. 7.1.]

d_в12 =32 +5 =37 мм.

Принимается d_в12 – по ближайшему значению внутреннего диаметра подшипников качения средней серии [п.1, табл. П3.]. d_в12 =40 мм.

Предварительно принимаем радиальный шариковый подшипник № 308 (d =40 мм, D=90 мм, B=23 мм )

Длина ступени l₁₂ принимается с учётом уплотнения крышки с отверстием и ширины подшипника для вала-шестерни.

Принимаем для шестерни рассчитанные ранее размеры d_а, , d_ш1 , b_1.

3.2. Ведомый вал

Диаметр выходного конца ведомого вала:

мм

[τ_k]₂ – допускаемое напряжение на кручение для материала ведомого вала.

мм

d_в21 =42 мм.

Аналогично расчёту ведущего вала определяем остальные размеры вала, а именно

Длина ступени l₂₁ под полумуфту l₂₁= (1,0 ÷1,5) d_в11=(1,0 ÷1,5)∙42=42…63 мм.

Принимаем l₂₁=60 мм.

Определяем d_в22 = d_в21+2 t =42+5,6=47,6 мм.

Принимается d_в22 – по ближайшему значению внутреннего диаметра подшипников качения средней серии [п.1, табл. П3.]. d_в22 =50 мм.

Предварительно принимаем радиальный шариковый подшипник №310 (d=50 мм,

D=110 мм, B=27 мм)

Диаметр под зубчатым колесом d_в23 =55 мм.

На рисунках 1 и 2, приведены принятые размеры ведущего и ведомого вала

Рисунок 1. Основные размеры ведущего вала (вал-шестерня)

Рисунок 2. Основные размеры ведомого вала.

Подбираем подшипники по внутреннему диаметру для эскизной компановки редуктора.

Условное обозначение подшипника	d	D	B	С	r
	Размеры, мм			кН	мм
308	40	90	23	41	2,5
310	50	110	27	65,8	3