Проектирование быстроходного вала-шестерни

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Проектирование быстроходного вала-шестерни

для зубчатого цилиндрического одноступенчатого редуктора

Исходные данные для проектирования

Крутящий момент на валу – Т [Нмм]

Частота вращения вала – n [об/мин]

Ширина зубьев шестерни – b1 [мм]

Окружная скорость в точке зацепления – v [м/с]

Делительный диаметр шестерни – d1 [мм]

Диаметр выступов зубьев шестерни – dа1 [мм]

Делительный впадин зубьев шестерни – df1 [мм]

Модуль зубьев колеса – m [мм]

Длина ступицы колеса - Lст [мм]

Число зубьев шестерни – z1

Зазор безопасности – а [мм]

Угол профиля зуба – α [ ⁰ ]

Схема фиксации вала в опорах – «в распор»

Вид подшипников – подшипники качения шариковые радиальные однорядные

Соединение муфты с валом – шпоночное

Тип крышек подшипников - привертные

Методика проектирования

1) Определение минимального диаметра вала

Допускаемые напряжения кручения в зависимости от частоты n

вращения вала для углеродистых сталей

n , об/мин	3000÷1500	1000÷600	500÷100	50÷10
, МПа	10÷15	15÷20	20÷25	30÷35

2) Определение диаметра выходного конца вала

Прим. Диаметр выходного конца вала рекомендовано согласовать с рядом Ra40

3) Определение длины выходного конца вала

Прим. Длину выходного конца вала рекомендовано согласовать с рядом Ra40

4) Определение диаметра вала под уплотнение

t– высота буртика вала, которая выбирается в зависимости от диаметра выходного конца вала по нижеприведенной таблице

Обозначение параметра
Численные значения, мм

d 17 ÷ 24 25 ÷ 30 32 ÷ 40 42 ÷ 50 52 ÷ 60 62 ÷ 70 71 ÷ 85

t 2,2 2,5 2,8 3,3 3,5

В случае использования манжетных уплотнений размер dу необходимо согласовать со следующим ГОСТом

5) Определение длины участка вала под уплотнение

где h – ширина уплотнения (h1 или h2, в зависимости от выбранного в пункте 4 манжетного уплотнения);

а – зазор безопасности ;

S – толщина крышки подшипника в месте посадки манжетного уплотнения (этот параметр выбирается по рекомендациям расчета корпусных элементов, но предварительно можно задать S=2…4 мм);

6) Определение диаметра вала под подшипник

В случае использования подшипников качения необходимо согласовать dп со следующим ГОСТом

В вышеприведенной таблице dп=d

Примечание:

а) Для большинства подшипников качения их внутренние диаметры после 20 мм - кратны 5, после 100 мм - кратны 10.

б) Так как при дальнейшем расчете ресурса подшипника он может не подойти, то в этом случае необходимо выбирать более тяжелую серию подшипника и/или увеличивать диаметр вала под подшипник и/или менять тип подшипника. Все эти изменения приведут к увеличению диаметра вала под подшипник и длине участка вала под подшипник.

7) Определение длины участка вала под 1-ый подшипник

где B – ширина подшипника (в зависимости от выбранного подшипника по таблице в пункте 6);

Bм – ширина мазеудерживающего кольца (Мазеудерживающие кольца устанавливаются в случае небольшой окружной скорости в точке зацепления (при V≤2,5 м/с), их ширина выбирается в диапазоне 10…15 мм. При больших окружных скоростях (V>2,5 м/с) Bм=0)

8) Определение длины участка вала под 2-ой подшипник

где B – ширина подшипника (в зависимости от выбранного подшипника по таблице в пункте 6);

Bм – ширина мазеудерживающего кольца (Мазеудерживающие кольца устанавливаются в случае небольшой окружной скорости в точке зацепления (при V≤2,5 м/с), их ширина выбирается в диапазоне 10…15 мм. При больших окружных скоростях (V>2,5 м/с) Bм=0)

9) Определение диаметра буртика для упора подшипника

10) Определение длины буртика для упора подшипника

Где

b1– ширина зубьев шестерни

Lст – длина ступицы колеса

а –зазор безопасности

11) Определение длины фаски на выходном конце вала

fвых– длина фаски вала, которая выбирается в зависимости от диаметра выходного конца вала (dвых) по нижеприведенной таблице

Обозначение параметра
Численные значения, мм

d 17 ÷ 24 25 ÷ 30 32 ÷ 40 42 ÷ 50 52 ÷ 60 62 ÷ 70 71 ÷ 85

f 1,2 1,6 2,5

Примечание: фаска на валу выполняется под углом 45⁰.

12) Определение длины фаски на участке вала под 2-ой подшипник

fп– длина фаски вала, она выбирается в зависимости от диаметра вала под подшипник (dп) по таблице, приведенной в пункте 11.

Примечание: фаска на валу выполняется под углом 45⁰.

13) Определение размеров шпоночного паза на выходном конце вала

Размеры шпоночного паза: bв- ширина, t1в-глубина, выбираются по диаметру выходного конца вала (dвых) по нижеприведенной таблице.

Если диаметр выходного конца вала окажется на границе табличного диапазона, то рекомендуется выбирать вариант «до» этого значения.

Длина шпоночного паза выбирается из пункта 4 Примечаний к нижеприведенной таблице в соответствии со следующей рекомендацией

где Lвых – длина выходного конца вала

Примечание: Паз под шпонку рекомендовано располагать по центру участка вала.

14) Определение размера фаски на зубьях шестерни

fз=0,5m

Примечание: фаска на зубьях выполняется под углом 45⁰.

15) Угол охвата зуба на делительном диаметре шестерни

γ=360⁰/2·z1

12 Следующая ⇒