Предварительный расчет валов редуктора

Проектирование валов начинают с определения диаметра выходного конца вала (рис. 1.4) из расчета на кручение по пониженному допускаемому напряжению без учета влияния изгиба:

,

где Т –9 крутящий момент на валу, Н×мм; [τ_к] — допускаемое напряжение на кручение, для валов из сталей 40, 45 принимают [τ_к] = 20…30 МПа, для сталей 40Х, 40ХН [τ_к] = 30…35 МПа.

Рис. 6.5. Схема расположения диаметров вала

Расчетный диаметр вала округляют до большего ближайшего значения из стандартного ряда: 10; 10,5; 11; 11,5; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 33; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 52; 55; 60; 63; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 110; 120; 125; 130 и далее через 10 мм.

Принятое значение конца выходного вала редуктора согласуют с диаметром полумуфты.

Диаметр вала под подшипником и уплотнением ориентировочно определяют как: , где – высота заплечика для цилиндрического конца вала (табл. 6.21).

Таблица 6.21

Концы валов цилиндрические (по ГОСТ 12080-66), мм
d	l	r	c	d	l	r	c	d	l	r	c	d	l	r	c
		1,6	1,0			2,0	1,6			2,5	2,0			3,0	2,5
		1,6	1,0			2,0	1,6			2,5	2,0			3,0	2,5
		1,6	1,0			2,0	1,6			2,5	2,0
		1,6	1,0			2,0	1,6			2,5	2,0

Размер округляют до ближайшего большего стандартного значения из следующего ряда чисел подшипников качения, мм: 17; 20; 25; 30; 35 и т.д. через 5 мм, и проверяют возможность установки подшипника без съёма шпонки: , где t₂ – глубина шпоночного паза в отверстии шкива или полумуфты (табл. 6.22). Длину участка вала под уплотнением и шарикоподшипником предварительно принимают равной .

Диаметр d_у участка вала под уплотнение может быть выполнено меньшим диаметра под подшипником на 1¼4 мм. Размер d_у принимают равным размеру по ГОСТ 8752-79 для резиновых армированных манжет или аналогичному размеру для уплотнений другого типа, если это сделать невозможно, то принимают d_у .

Диаметр вала под шестерней и колесом определяют из условия:

d_ш(к) , где – размер фаски (мм), выбранного по диаметру подшипника (табл. 6.22). Диаметр d_ш(к) округляют до ближайшего большего значения нормального линейного размера (табл. 6.23).

Таблица 6.22

Шпонки призматические (по ГОСТ 23360-78), мм
Диаметр вала d, мм	Сечение шпонки,мм	r, мм	Глубина паза, мм	Длина l, мм
b	h	вала t1	ступицы t2
	2	3
Св.12 до 17			0,25¼0,4		2,3	10¼56
Св.17 до 22			3,5	2,8	14¼70
Св.22 до 30				3,3	18¼90
Св.30 до 38			0,4¼0,6		3,3	28¼110
Св.38 до 44				3,3	28¼140
Св.44 до 50			5,5	3,8	36¼160
Св.50 до 58				4,3	45¼180
Св.58 до 65				4,4	50¼200
Св.65 до 75			0,6¼0,8	7,5	4,9	56¼220
Св.75 до 85				5,4	63¼250
Св.85 до 95				5,4	70¼280

Диаметр буртика для упора шестерни или колеса d_б принимают ближайшим стандартным, удовлетворяющим условию: d_б d_ш(к) , где f – размер фаски ступицы шестерни или колеса, мм (табл. 6.24).

Таблица 6.23

Нормальные линейные размеры, мм (по ГОСТ 6636-69)

Таблица 6.24

Высота заплечников и размеры фасок
Пара-метры	Диапазон диаметров d, мм
17¼22	24¼30	32¼38	40¼44	45¼50	52¼58	60¼65	67¼75	80¼85	90¼95
r	1,5		2,5	2,5			3,5	3,5	3,7
f			1,2	1,2	1,6			2,5	2,5
tц		3,5	3,5	3,5		4,5	4,6	5,1	5,6	5,6
tк	1,5	1,8		2,3	2,3	2,5	2,7	2,7	2,7	2,9
tц и tк – высота заплечиков для цилиндрических и конических концов вала, соответственно

Длина участков валов различного диаметра назначают, согласуя с шириной ступиц подшипников, уплотнений, шестерни и колеса, толщиной стенок корпуса редуктора и крышек, а также с принятыми расстояниями между вращающимися деталями (шкив, шестерня и колесо) и неподвижными корпусом и крышками. Диаметры остальных участков валов назначают исходя из конструктивных соображений.