2. Посадочные поверхности

Основные размеры ступеней быстро­ходного и тихоходного валов определены при предварительном про­ектном расчете. Конструируя валы, размеры посадочных поверхностей ступеней d и l уточняют и определяют в зависимости от конструкции и размеров деталей, установленных на ступенях, с учетом их расположения относительно опор, а затем принимают по стандарту.

1 Первая ступень. Выходной конец вала может быть цилиндри­ческим или коническим. Посадки деталей на конус обладают ря­дом достоинств: легкость сборки и разборки, высокая точность ба­зирования, возможность создания любого натяга. В проектируе­мых редукторах в равной мере применяют цилиндрические и кони­ческие концы валов (рисунок 63).

Рисунок 63 Конструирование выходной ступени вала: a – с коническим концом; б – с цилиндрическим концом

Диаметр 1-й ступени d₁ рассчитан на чистое кручение. Если диаметр 2-й ступени d₂ изменился (увеличился) в связи с про­веркой пригодности подшипника, то нужно пересчи­тать диаметр 1-й ступени:

d₁ = d₂ – 2t.

Здесь t > 2f – высота буртика, где f – конструктивный размер фаски который принимают в соответствии с радиусом галтели r по таблице 7 (в таблице 9 приведены стандартные размеры фасок). Длина ступени l₁ (таблицы 9, 10) определяется по осевым размерам ступицы элементов откры­тых передач или посадочного места полумуфты.

Возможна установка и демонтаж подшипника на второй ступени без снятия шпонки (рисунок 64). Для этого нужно диаметр d₁ (d_ср) определить в зависимости от диаметра d₂, равного диаметру d внутреннего кольца подшипника:

d₁ = d₂ – 2.2(h-t₁) – для цилиндрических концов вала;

d_ср = d₂ – 2.2(h-t₁) – для коничес­ких концов,

где h – высота шпонки; t₁ – глубина посадки шпонки в паз вала (таблица 10).

Рисунок 64 – Демонтаж подшипника без снятия шпонки

13. Концы валов конические, мм

Номинальный диаметр d1	b	h	t1	t2	d2	d3	l2	l3
20	4	4	2.5	1.8	M121.25	M6	6.5	8.8
22
25
28	5	5	3.0	2.3	M161.5	M8	9.0	10.7
32						M10	11.0	13.0
36	6	6	3.5	2.8	M201.5	M12	14.0	16.3
40	8	8	5	3.3	M242
45	8	8	5.0	3.3	M302	M16	21.0	23.5
50	8	8	5.0	3.3	M362	M20	21.0 23.5	23.5 26.5
56	9	9	5.5	3.8
63	10	10	6.0	4.3	M423	M20	23.5	26.5
71	11	11	7.0	4.4	M483	M24	26.0	29.3
80	12	12	7.5	4.9	M564	M30	32	35.9
90	14	14	9.0	5.4	M644

14. Канавка для выхода резьбонарезного инструмента, мм

    	Размеры канавки	Шаг резьбы
    		1	1.25	1.5	1.75	2
    	b	3	4			5
    	r	1	1			1.5
    	r1	0.5	0.5
    	dк	dр-1.5	dр-1.8	dр-2.2	dр-2.5	dр-3

15. Канавки под язычок стопорной шайбы, мм

Резьба d	a1	a2	a3	a4	d1
M20x1.5 M22x1.5 M24x1.5 M27x1.5 M30x1.5 M33x1.5 M36x1.5 M39x1.5 M42x1.5 M45x1.5 M48x1.5 M52x1.5 M56x2.0 M60x2.0	6 6 6 6 6 6 6 6 8 8 8 8 8 8	2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3	3.5 3.5 3.5 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 6.0	1.0 1.0 1.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5	16.5 18.5 20.5 23.5 26.5 29.5 32.5 35.5 38.5 41.5 44.5 48.0 52.0 56.0

Выполнение этого ус­ловия приводит к значитель­ной разности диаметров d₁ и d₂. В тех случаях, когда расстояние l больше ширины внутреннего кольца подшип­ника В (рисунок 64), разность диаметров d₁ и d₂ можно уменьшить за счет обвода шпонки при установке под­шипника.

Диаметр выходного конца быстроходного вала d₁, соединенного с двигателем через муфту, не должен отличаться от диаметра вала ротора двигателя d_1(дв) больше чем на 20%. При выполнении этого условия соединение валов осуществляется стандартной муфтой.

Если осевая фиксация деталей, установленных на 1-ю ступень осуществляется шестигранной или круглой гайкой с многолапчатой шайбой, то для выхода инструмента при нарезании резьбы выполняют канавки (таблица 11). Канавки делают также под язычок стопорной многолапчатой шайбы (таблица 12). Для облегчения монтажа насаживаемых деталей на торце 1-й ступени выполняют фаску с.

2 Вторая ступень. Диаметр ступени d₂ принимается равным ди­аметру d внутреннего кольца подшипника. Длина ступени l₂ зависит от осевых размеров: деталей, входящих в комплект подшипникового узла, расположенного со стороны выходного конца вала; величины z = (0.6…0.8)х (раздел 3).

Длина ступени l₂ должна быть достаточной, чтобы обеспечить упор в ее торец элемента открытой передачи или муфты.

3 Третья ступень.

а) Для тихоходных валов (рисунок 62).

Диаметр ступени d₃ = d₂ + 3.2r, где r – координата фаски внутрен­него кольца подшипника (таблицы 7–9). Длина ступени l₃ может быть выполнена больше длины ступицы колеса l_ст, и тогда распорная втулка между торцом внутреннего кольца подшипника и тор­цом ступицы колеса ставится на 3-ю ступень (рисунок 62 б). При этом следует предусмотреть зазор с между торцами 3-й ступени и внутреннего кольца подшипника. Если l₃ выполняется меньше l_ст, то распорная втулка ставится на 4-ю ступень (рисунок 62 а, в) или на 2-ю и 4-ю ступени (рисунок 62 г) с зазором с между буртиком ступени и торцом втулки. с=1...2 мм.

Шпоночный паз на 3-й ступени располагают со стороны паза 1-й ступени. Ширину шпоночного паза b для удобства обработки сле­дует принять одинаковой для 1-й и 3-й ступеней исходя из меньшего диаметра.

б) Для вала-шестерни цилиндрической (рисунок 61).

Цилиндрическая шестерня находится на 3-й ступени. На чертежах таких валов изображают выход резьбы (рисунок 61 б-г). Величина выхода l_ф зависит от модуля зацепления m и внешнего диаметра фрезы D_ф (таблица 16) и определяется графически.

16. Внешний диаметр фрезы, мм

Модуль зацепления m			2…2.25	2.5…2.75	3…3.75	4…4.5	5…5.5	6…7
Dф	Степень точности	7 8…10	90 70	100 80	112 90	125 100	140 112	160 125

Диаметр 3-й ступени определяется в зависимости от диаметра 2-й ступени и координаты фаски внутреннего кольца подшипника r (таблицы 7–9): d₃ = d₂ + 3.2r, и должен обеспечить свободным выход фрезы. Длина ступени l₃ определяется при конструировании всего узла быстроходного вала в целом.

Конструкция 3-й ступени вала-шестерни цилиндрической зависит от передаточного числа редуктора u и межосе­вого расстояния a_w. При небольшом u и относительно большом a_w получается d₃≤d_f1 (рисунок 61 а); при большом u и отно­сительно малом a_w будет d₃>d_f1 и тогда конструкцию 3-й ступени выполняют по одному из вариантов на рисунке 61 б, в предусматривающих участки выхода фрезы. Если наруж­ный диаметр шестерни d_a1 окажется меньше d₃, третью ступень обтачивают под диаметр d_a1. Участок выхода фрезы допус­кается распространить и на образовавшуюся при этом упорную сту­пень (буртик) для подшипника (рисунок 61 г).

4 Четвертая ступень. Диаметр 4-й ступени d₄ равен диаметру d₂ 2-й ступени под подшипник, а ее длина l₄ зависит от осевых размеров деталей, входящих в комплект подшипникового узла, расположенного со стороны глухой крышки.

5 Пятая ступень. Для тихоходных валов (рис. 5.9а, в); эта ступень предотвращает осевое смещение колеса. Диаметр ступени d₅ = d₃ + 3f, где f – фаска ступицы колеса (таблица 6); длина ступени l₅ определяется графически на конструктивной компоновке. В цилиндрических редукторах в ряде случаев вместо 5-й ступени тихоходного вала устанавливают распорную втулку на 2-й, 4-й или 3-й ступени с наружным диамет­ром d₅, не превышающим наружный диаметр внутреннего кольца подшипника.