Конструирование быстроходных валов

· участок, на котором нарезают зубья шестерни, с наибольшим диаметром d_а, и

• промежуточные участки между цапфами и зубьями шестерни диаметром d_В.

Рис. 1.14. Варианты конструкций входных валов зубчатых

цилиндрических передач

Концевые участки валов конструируют по одному из вариантов: цилиндрической или конической формы. Причем, наличие резьбового участка на конце хвостовика обусловлено конструкцией муфты: есть ли место для этого участка между торцами соединяемых валов или нет.

Следующий участок вала под уплотнение может быть изготовлен того же диаметра, что и под подшипник. В этом случае поле допуска под уплотнение должно обеспечивать посадку уплотнения на вал с гарантированным зазором. Иначе этот участок может быть изготовлен меньшего диаметра, чем цапфа под подшипник, причем на 1 – 2 мм.

Для осевой фиксации подшипника на валу необходим заплечик. Его размер определяется величиной внутреннего посадочного диаметра подшипника и фаски кольца подшипника. Диаметром d_В изготавливают промежуточные участки вала-шестерни, расположенные между подшипниками и нарезанной частью вала (см. рис. 1.14).

Форма вала на участках между цапфами под подшипники зависит от соотношения диаметра выступов шестерни d_a и внутреннего посадочного диаметра подшипника d_ПК . Участок вала, на котором нарезаны зубья шестерни, может иметь:

1) диаметр d_a, превышающий диаметр вала под подшипники d_ПК

(рис.1.14, а);

2) диаметр d_a, равный диаметру вала под подшипники d_ПК (рис. 1.14, b);

3) диаметр d_a , меньший диаметра вала под подшипники d_ПК (рис.1.14, c)

Как видно из рис.1.14, при соотношении d _a < d_ПК средний участок вала выполняют по одному из вариантов, показанных на рис. 1.14, b, c, предусматривая участки вала для выхода фрезы, нарезающей зубья. Диаметр фрезы выбирают в зависимости от модуля зубьев и степени точности передачи. Длину L участка выхода фрезы определяют графически. Допускают выход этого участка на бурт вала, в который упирается внутреннее кольцо подшипника.

Итак, при конструировании быстроходных валов–шестерен, как и всех других валов машин, следует стремиться к минимальному числу ступеней. В зависимости от соотношения делительного диаметра цилиндрической зубчатой шестерни d₁ и посадочного диаметра вала под подшипник d_пК может быть много вариантов конструкции вала-шестерни, например:

1) если d₁ > d_пК , то вал выполняют ступенчатым; размеры ступени на промежуточных участках вала назначают достаточными для осевой фиксации подшипников (см. рис. 1.14, а);

2) если d₁ = d_пК , то при d_a1 = d_б(d_б – диаметр бур­та) вал выполняют гладким (см. рис. 1.14, b), а при d_a1 < d_б вал выполняют с буртами у подшипников (см. рис. 1.14, c);

3) если d₁ <d_пК, то участки вала под подшипник и зубчатую шестерню должны быть цилиндрическими, а промежуточные (между ни­ми) участки вала – коническими с целью образования на валу заплечиков для осевой фиксации подшипников на валу [8, рис. 10,б,д]. Изготовление промежуточных участков конической формы усложняет изготовление вала, но повышает его усталостную прочность. Поэтому с целью осевой фиксации по валу у шеек под подшипники выполняют бурты, в которые упирают внутренние кольца подшипников (см. рис. 1.14, с).