7.1. Передачи редуктора

7.1.1. Червячная передача (индекс «чр»)

Выписываем принятые значения параметров червячной передачи, мм:

– межосевое расстояние;

– модуль червячной передачи;

– делительный диаметр червяка;

– диаметр вершин витков червяка;

– диаметр впадин витков червяка;

– длина нарезанной части червяка;

– делительный диаметр червячного колеса;

– диаметр вершин зубьев колеса;

– диаметр впадин зубьев колеса;

– диаметр колеса наибольший;

– ширина венца колеса.

Примечание. Вышеуказанные параметры – см. в соответст-вующих разделах расчета червячной передачи (глава 3, книга 1), где параметры указаны без индекса «чр».

Рассмотрим остальные параметры конструктивных элементов червячного колеса. Чаще всего червячные колеса изготавливают составными: центр – из серого чугуна или стали, зубчатый венец – из бронзы. Соединение венца с центром должно обеспечивать передачу большого вращающего момента и сравнительно небольшой осевой силы.

– длина ступицы червячного колеса.

Для ступицы рекомендуется выдерживать следующие соотношения, мм:

; , (7.1)

где – диаметр вала под червячное колесо (см. раздел 7.3).

– диаметр ступицы червячного колеса.

Диаметр назначают в зависимости от материала центра колеса, мм: для стального центра принимают , для центра из чугуна – , при этом меньшие значения для шлицевого соединения колеса с валом, бóльшие – для шпоночного соединения.

Например. Дано: =70мм, ступица из стали. =(1,5…1,55)70=105…108,5. Рекомендуется принять =105мм для шлицевого соединения и =108мм для шпоночного.

7.1.2. Зубчатая передача (индекс «зб»)

Выписываем принятые значения параметров зубчатой передачи, мм:

– межосевое расстояние;

– модуль зубчатой передачи;

и – делительные диаметры шестерни и колеса;

и – диаметры вершин зубьев колес;

и – диаметры впадин зубьев колес;

– ширина зубчатого венца колеса.

Примечание. Вышеуказанные параметры – см. в соответст-вующих разделах расчета цилиндрической зубчатой передачи (глава 2, книга 1), где параметры указаны без индекса «зб».

Рассчитываем остальные параметры конструктивных элементов зубчатой передачи.

– ширина зубчатого венца шестерни, мм:

. (7.2)

Примечание. Величину конструктивной добавки рекомендуется выбрать так, чтобы значение получилось четным.

– длина ступицы зубчатого колеса, мм.

Для ступицы рекомендуется выдерживать следующие соотношения:

; , (7.3)

где – диаметр вала под зубчатое колесо (см. раздел 7.4).

– диаметр ступицы зубчатого колеса, мм. Для стальных колес , при этом меньшие значения для шлицевого соединения колеса с валом, бóльшие – для шпоночного соединения.

– радиальный зазор между зубьями червячного колеса (по диаметру ), а также зубьями зубчатого колеса (до диаметру ) и внутренними поверхностями стенок корпуса, мм:

. (7.4)

– расстояние между внешними поверхностями вращающихся деталей, мм:

. (7.5)

Параметры и – см. выше, – см. в разделе 7.1.1.

Полученное значение округляем в бóльшую сторону до целого числа, при этом значение должно быть в диапазоне . Если , то принимаем .

– торцовый зазор между зубьями шестерни и внутренней поверхностью боковой стенки корпуса, мм. Обычно .

– торцовый зазор между зубьями зубчатого колеса и внутренней поверхностью боковой стенки корпуса, мм:

. (7.6)

Примечание. Значение конструктивной добавки (2…2,5) мм должно быть равно половине конструктивной добавки, принятой при расчете по формуле (7.2).

– радиальный зазор между зубьями червячного колеса и ступицей зубчатого колеса по диаметру : . Для обеспечения минимального зазора допускается местное уменьшение диаметра на .

Примечание. Подробнее конструкцию зубчатого и червяч-ного колес – см. разделы 5.1 и 5.6 [1, стр. 65…69 и 76…79].

7.2. Конструкция входного вала (индекс 1)

Предварительно оцениваем диаметр законцовки вала из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях.

– диаметр концевой части вала, мм:

= , (7.7)

где – вращающий момент на входном валу редуктора №1, Н·м (см. итоговую таблицу механических параметров в разделе 1.3, глава 1, книга 1); [ ]= 12 МПа – допускаемое касательное напряжение для входного вала.

В первом приближении значение округляем в бóльшую сторону до величины, кратной 5, так, чтобы принятое значение было больше рассчитанного не менее, чем на 3 мм. Далее согласовываем это значение с диаметром вала электродвигателя (см. раздел 1.1, глава 1, книга 1), соединенного с входным валом редуктора муфтой МУВП ГОСТ 21424–93. Согласование производим по таблице 7.1: а) если диаметр соответствует диаметру , то окончательно оставляем принятое значение ; б) если диаметр меньше минимального значения диаметров законцовки, соответствующих диаметру , то за окончательное принимаем это минимальное значение .

Например: 1. = 38 мм; рассчитанное значение = 31,33 мм; в первом приближении = 35 мм. Так как = 35 мм соот-ветствует =38 мм, то оставляем это значение как оконча-тельное.

2. = 48 мм; рассчитанное значение = 35,39 мм; в первом приближении = 40 мм. Так как = 40 мм не соответст-вует , то за окончательное принимаем = 45 мм (минимальное значение из диаметров, соответствующих ).

Таблица 7.1

Диаметр вала электродвигателя, мм	Диаметр законцовки вала, мм	Номинальный крутящий момент муфты , Н·м	Допускаемое радиальное смещение валов Δ, мм
19	16, 18, 19	31,5	0,2
22, 24	20, 22	63	0,2
28, 32	25, 30	125	0,3
32, 38, 42	35, 40, 45	250	0,3
42	40, 45	500	0,3
48, 55	45, 50, 55	710	0,4
60, 65	50, 55, 60, 65	1000	0,4

После определения принимаем решение о форме законцовки входного вала. Ее рекомендуется выбрать конусной (рис. 7.1, а) для диаметров = 25; 30; 35; 40; 45; 55; 70; 90мм или цилиндрической (рис. 7.2) для диаметров = 16; 18; 19; 20; 50; 60; 65; 75; 80; 85; 95; 100; 105; 110 мм.

Рис. 7.1.

Выполняем эскиз законцовки, а затем даем обозначение муфты МУВП в зависимости от диаметров , и формы законцовки входного вала.

Например: 1. = 48 мм (цилиндрическая форма) и

= 45 мм (конусная законцовка):

«Муфта 710–48–I.1–45–II.1 ГОСТ 21424–93».

2. = 48 мм (цилиндрическая форма) и = 50 мм

(цилиндрическая законцовка):

«Муфта 710–48–I.1–50–I.1 ГОСТ 21424–93».

Рис. 7.2

Для конусной законцовки из таблицы 7.2 выписываем следующие данные, мм:

Таблица 7.2

Размеры, мм
25	М16×1,5	60	42	5×5	3,0
30	М20×1,5	80	58	5×5	3,0
35	М20×1,5	80	58	6×6	3,5
40	М24×2,0	110	82	10×8	5,0
45	М30×2,0	110	82	12×8	5,0
55	М36×3,0	110	82	14×9	5,5
70	М48×3,0	140	105	18×11	7,0
90	М64×4,0	170	130	22×14	9,0

Примечания: 1. – ширина и высота шпонки.

2. Диаметр .

Проточка резьбы конусной законцовки выполняется в соответствии с рис. 7.1, б. Из таблицы 7.3 для нее должны быть выписаны параметры, мм:

f; R; R₁; d_f; z.

Таблица 7.3

Размеры, мм
Шаг резьбы Р	f	R	R1	df	z
1,5	4,0	1,0	0,5	d – 2,2	1,6
2	5,0	1,6	0,5	d – 3	2,0
3	6,0	1,6	1,0	d – 4,5	2,5
4	8,0	2,0	1,0	d – 6,0	3,0

Примечание. Здесь d – диаметр резьбы. Например, для d₃ = М20×1,5: шаг Р = 1,5 мм, d_f = 20 – 2,2 = 17,8 мм; для d₃ = М36×3,0: шаг Р = 3,0 мм, d_f = 36 – 4,5 = 31,5 мм.

Для законцовки цилиндрической формы из таблицы 7.4 выписываем следующие данные, мм:

Таблица 7.4.

Размеры, мм
16;	40	1,0	0,6	5 5
18;19				6 6
20	50	1,6	1,0	6 6
50	110	2,0	1,6	14 9
60;65	140	2,5	2,0	18 11
75				20 12
80;85	170	3,0	2,5	22 14
95				25 14
100;105;110	210			28 16

Примечание. – ширина и высота шпонки.

Рассмотрим следующий после законцовки участок вала, с которым контак-тирует манжета.

– диаметр вала под манжету [см. 1, таблица 24.26, стр. 473, 474], мм:

= – для конусной законцовки вала;

= + (1…6)мм – для законцовки цилиндрической формы. Значение конструктивной добавки выбираем таким, чтобы величина диаметра была кратной 5.

Например: 1. Для цилиндрической законцовки, имеющей = 18 мм, = 18+2 = 20 мм. Условное обозначение манжеты типа 1, исполнения 1 (с механически обработанной кромкой) для вала диаметром 20 мм, с наружным диаметром 40 мм из резины 2 группы (на основе бутадиен - нитрилакрилового каучука):

«Манжета 1.1–20×40–2 ГОСТ 8752–79».

2. Для цилиндрической законцовки диаметром = 50 мм = 50+5 = 55 мм:

«Манжета 1.1–55×80–2 ГОСТ 8752–79».

По выписываем параметры манжеты, выполняем эскиз и указываем обозначение манжеты по ГОСТ.

Следующий участок входного вала по конструктивной схеме №1 выполнен с резьбой.

– диаметр резьбы круглой шлицевой гайки, предназначенной для поджатия подшипников правой опоры к буртику вала и законтренной стопорной шайбой [см. 1, таблицы 24.22 и 24.23, стр. 470,471]. При выборе диаметра резьбы должны быть обеспечены следующие соотношения:

, где – см. ниже;

, где – внутренний диаметр резьбы по таблице 7.5.

Для выбранной резьбы выполняем эскиз гайки, шайбы и паза на валу под язычок стопорной шайбы, выписываем их параметры и указываем обозначение гайки и шайбы по ГОСТ.

Таблица 7.5

Размеры, мм
35	35	М39×1,5	37,376	40
40	40	М45×1,5	43,376	45
45	45	М48×1,5	46,376	50
50	55	М60×2,0	57,835	60
55	55	М60×2,0	57,835	60
60	65	М68×2,0	65,835	70

Параметры гайки, мм: d; D; D₁; H; b; h; c [см. 1, таблица 24.22, стр. 470]; параметры шайбы, мм: d; d₁; D; D₁; l; b; h; s [см. 1, таблица 24.23, стр. 471].

Примечание. Обозначение гайки и шайбы для = М39×1,5:

«Гайка М39×1,5–7Н.05.05 ГОСТ11871–88»;

«Шайба Н.39.01.05 ГОСТ 11872–89».

Параметры паза на валу под язычок стопорной шайбы, мм:

[см. 1, таблица 24.24, стр. 471, 472].

Для обеспечения надежного завинчивания гайки по диаметру в конце резьбового участка выполняем проточку резьбы (см. рис. 7.1, б), для которой в зависимости от шага резьбы из таблицы 7.3 выписываем параметры, мм:

На следующем участке входного вала в специальном стакане установлены два роликоподшипника, являющиеся правой опорой вала.

– диаметр вала под внутреннее кольцо подшипника, рекомендуемое значение которого выбираем по таблице 7.5 в зависимости от диаметра .

По диаметру для правой опоры производим выбор конического роликоподшипника ГОСТ 27365–87 в количестве 2 шт. серии диаметров 2 (легкой серии) или серии диаметров 3 (средней серии) [см. 1, таблица 24.16, стр. 465]. Для выбора серии подшипника руководствуемся следующей рекомендацией:

, (7.8)

где динамическая нагрузка на подшипник, Н;

коэффициент эквивалентности для подшипников, работающих при типовых режимах нагружения [см. 1, стр. 116, типовой режим IV];

и окружная, радиальная и осевая силы на червяке, Н (см. раздел 3.8, глава 3, книга 1);

показатель степени для роликоподшипников [см. 1, стр. 117];

заданный ресурс работы привода в часах (см. раздел 2.2.1, глава 2, книга 1);

частота вращения входного вала №1, об/мин (см. итоговую таблицу механических параметров в разделе 1.3, глава 1, книга 1);

динамическая грузоподъемность роликоподшипника, Н.

коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, значения которых находим в зависимости от величины отношения по сравнению с коэффициентом осевого нагружения . Здесь коэффициент вращения кольца (в нашем случае вращается внутреннее кольцо); осевая нагрузка на червяке; приведенная радиальная нагрузка:

а) если , то принимаем , а берем из данных ролико-подшипника;

б) если , то принимаем и .

Примечания: 1. Параметры , и берем сначала для подшипника легкой, потом средней серии с углом контакта α = 12…16º, а затем средней серии с углом α = 29º, последова-тельно добиваясь выполнения соотношения (7.8).

2. Для принятой конструкции правой опоры входного вала в соотношении (7.8) допускается вместо одного подшипника принять комплекта из двух специально подобранных под-шипников легкой или средней серии с углом α = 12…16º. В этом случае = 1,714 [см. 1, стр. 118].

Для выбранного роликоподшипника выполняем эскиз, указываем обозначение по ГОСТ и выписываем следующие данные: . Для обеспечения построения роликоподшипника на чертеже выполняем по методике, изложенной на рис. 7.3, расчет размеров элементов внутренней конструкции подшипника: .

Примечания: 1. Размеры и определяем при построении на чертеже.

2. Пример обозначения роликоподшипника серии диамет-ров 2 (легкой серии) при = 40мм:

«Подшипник 7208А ГОСТ 27365–87».

Рассмотрим участок вала, где находится червяк с эвольвентным профилем (ZI), выполненный заодно с валом: нарезанная часть червяка расположена симметрично относительно оси червячного колеса; между червяком и опорными подшипниками на валу выполнены буртики, служащие для подшипников упорами.

диаметр буртика справа и слева от червяка, для которого должно выдерживаться следующее соотношение:

, (7.9)

где диаметр впадин витков червяка (см. раздел 7.1.1);

параметр роликоподшипника (см. выше).

Значение выбираем так, чтобы оно было ближе к правой части соотношения (7.9) и было кратным 2 или 5.

Примечание. В случае, если , то длину буртика следует разбить на два участка: участок, граничащий с червяком, выполняем диаметром , обеспечивающим выход инструмента при обработке витков червяка [см. 1, рис. 5.20, б]; участок, служащий упором для подшипника, выполняем в виде заплечика длиной не менее 10 мм и диаметром .

Допускается выполнить буртик диаметром, удовлетворяю-щим только правой части соотношения (7.9), но разрешить при этом на поверхности буртика следы выхода инст-румента для обработки витков червяка [см. 1, рис. 5.20, в].

Рис. 7.3

длина буртика справа от червяка, т.е. расстояние от торца нарезанной части червяка до торца внутреннего кольца роликоподшипника (торца буртика), мм:

, (7.10)

где и параметры роликоподшипника (см. выше данные подшипника, размеры и );

длина нарезанной части червяка (см. раздел 7.1.1);

толщина буртика стакана, в котором установлены два роликопод-шипника правой опоры входного вала (см. рис. 7.4, параметр );

расстояние от плоскости симметрии червячной передачи до торца прилива на корпусе редуктора, в отверстие которого запрессован стакан с двумя роликоподшипниками (см. конструктивную схему №1), мм:

. (7.11)

Здесь расстояние от оси червячного колеса до прилива на корпусе (гипотенуза прямоугольного треугольника с катетами и ), мм:

, (7.12)

где диаметр червячного колеса наибольший (см. раздел 7.1.1);

радиальный зазор (см. раздел 7.1.2).

расстояние от плоскости разъема корпуса редуктора до поверхности прилива по диаметру, мм:

, (7.13)

где межосевое расстояние червячной передачи (см. раздел 7.1.1).

диаметр прилива, приравниваемый наружному диаметру крышки подшипникового узла [см. 3, стр. 68, параметр ]. Значение параметра определяем по величине наружного диаметра подшипника, за который условно принимаем посадочный диаметр стакана . Для определения воспользуемся рис. 7.4 и таблицей 7.6:

Таблица 7.6

Наружный диаметр подшипника мм	50…62	63…95	100…145
Толщина стенки стакана мм	5…7	7…9	9…11

. (7.14)

Значение из рекомендуемого таблицей 7.6 диапазона выбираем таким, чтобы величина получилась кратной 5.

Например: = 85мм. Значение входит в диапазон (63…95) мм, для которого рекомендуется = (7…9)мм. Принимаем = 7,5 мм, тогда = 85 + 2·7,5 = 100 мм. Принимаем за наружный диаметр условного подшипника = 100 мм и для него по справочнику [3, стр. 70] находим параметры и : = 120 мм; = 145 мм. Таким образом, по конструктивной схеме №1: = = 120 мм; = = = 145 мм.

Рис. 7.4. Стакан

Кроме того, для стакана определяем толщину буртика и толщину фланца , мм: ; . Значения и округляем до целых чисел.

По формулам (7.13), (7.12) и (7.11) вычисляем значения , и . Значение округляем в бóльшую сторону до целого числа, после чего по формуле (7.10) вычисляем длину буртика .

По диаметру для левой опоры входного вала производим выбор радиального однорядного шарикоподшипника ГОСТ 8338–75 [см.1, таблица 24.10, стр. 459] такой же серии, что и для роликоподшипников правой опоры. Для шарикоподшипника проверяем выполнение соотношения:

, (7.15)

где динамическая нагрузка на подшипник, Н;

динамическая грузоподъемность шарикоподшипника, Н;

для расшифровки параметров и см. пояснения к фор-муле (7.8).

Для выбранного шарикоподшипника выполняем эскиз, указываем обозначение по ГОСТ и выписываем следующие данные: .

Примечание. Пример обозначения подшипника серии диаметров 2 (легкой серии) при = 40 мм:

«Подшипник 208 ГОСТ 8338–75».

– длина буртика слева от червяка, т.е. расстояние от торца нарезанной части червяка до торца внутреннего кольца шарикоподшипника (торца буртика), мм:

, (7.16)

где см. формулу (7.10) или раздел 7.1.1;

(4…5)мм – рекомендуемый размер установки шарикоподшипника

относительно корпуса.

расстояние от плоскости симметрии червячной передачи до поверхности прилива на корпусе редуктора, в котором установлен подшипник левой опоры, мм:

, (7.17)

где см. формулу (7.12).

расстояние от плоскости разъема корпуса редуктора до поверхности прилива левой опоры, мм:

, (7.18)

где см. раздел 7.1.1;

диаметр прилива, приравниваемый наружному диаметру крышки подшипникового узла [см. 3, стр. 66, 67 параметр ]. Значение параметра определяем по величине наружного диаметра шарико-подшипника .

Например: = 85 мм. По справочнику [3, стр. 67] находим для = 85 мм параметр = 120 мм.

По формулам (7.18) и (7.17) вычисляем значения и . Значение округляем в бóльшую сторону до целого числа, после чего по формуле (7.16) вычисляем длину буртика .

Примечание. Значение конструктивной добавки (4…5)мм в формуле (7.16) следует выбрать так, чтобы величина получилась целым числом.

Посадки, применяемые при установке входного вала:

• посадка внутреннего кольца подшипника на вал – ø45k6 (для = 45 мм);

• посадка наружного кольца подшипника в отверстие стакана или в отверстие прилива на корпусе – ø85H7 (для = 85 мм);

• посадка стакана в отверстие прилива на корпусе под правую опору – ø100 (для = 100 мм).

7.3. Конструкция промежуточного вала (индекс 2)

Конструктивно промежуточный вал состоит из участков под опорные подшипники, участка под червячное колесо и участка под шестерню зубчатой передачи (см. конструктивную схему №1, разрез А-А).

Предварительно оцениваем диаметр вала из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях.

– диаметр вала под внутреннее кольцо подшипника, мм:

, (7.19)

где – вращающий момент на валу №2, (см. итоговую таблицу механических параметров в разделе 1.3, глава 1, книга 1);

[ ]=18МПа – допускаемое касательное напряжение для промежуточного вала.

Значение округляем в бόльшую сторону до ближайшей величины, кратной 5.

По диаметру производим выбор конического роликоподшипника ГОСТ 27365–87 серии диаметров 2 (легкой серии) или серии диаметров 3 (средней серии) [см. 1, таблица 24.16, стр. 265]. Для выбора серии руководст-вуемся следующей рекомендацией:

, (7.20)

где – динамическая нагрузка на подшипник, Н;

= 0,5, =10/3 и = 7008 ч. – см. расшифровку параметров формулы (7.8);

– частота вращения промежуточного вала №2 (см. итоговую таблицу механических параметров в разделе 1.3, глава 1, книга 1).

суммарная радиальная нагрузка червячной и зубчатой передач, Н:

. (7.21)

суммарная осевая нагрузка передач, Н:

, (7.22)

где и – окружная, радиальная и осевая силы на червячном колесе, Н (см. раздел 3.8, глава 3, книга 1);

и – окружная, радиальная и осевая силы в зубчатой передаче, Н (см. раздел 2.12, глава 2, книга 1);

и – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, значения которых находим в зависимости от величины отношения по сравнению с коэффициентом осевого нагружения . Здесь = 1 (вращается внутреннее кольцо); ; :

а) если , то принимаем , а берем из данных роликоподшипника;

б) если , то принимаем и .

Примечание. Параметры подшипника , и берем сначала для подшипника легкой, а затем средней серии с углом контакта α = 12…16º, последовательно добиваясь выполнения соотношения (7.20).

Для выбранного подшипника указываем обозначение по ГОСТ и выписываем следующие данные: . Для обеспечения построения роликоподшипника на чертеже выполняем по рис. 7.3 расчет размеров элементов внутренней конструкции подшипника: .

Примечания: 1. Размеры и определяем при построении на чертеже.

2. Пример обозначения роликоподшипника серии диаметров 3 (средней серии) при = 55 мм:

«Подшипник 7311А ГОСТ 27365–87».

Рис. 7.5

По конструктивной схеме №1 внутреннее кольцо роликоподшипника через распорную втулку поджимает ступицу червячного колеса к буртику на валу с диаметром (см. ниже). Вращающий момент от червячного колеса передается валу с помощью шпоночного соединения (см. рис. 7.5).

– диаметр вала под червячное колесо, мм:

(5…10), (7.23)

Примечание. Конструктивную добавку (5…10) мм следует выбрать так, чтобы значение получилось кратным 2 или 5.

Для диаметра по таблице 7.7 производим выбор призматической шпонки исполнения 1 (с закругленными краями) ГОСТ 23360–78 и выписываем для нее следующие параметры: ; ; ; ; .

Рабочую длину шпонки рассчитываем из условия прочности на смятие, мм:

, (7.24)

где – см. расшифровку формулы (7.19);

= 100 МПа – допускаемое напряжение смятия;

и – параметры шпонки (см. выше).

Находим длину шпонки, мм:

. (7.25)

Таблица 7.7.

Размеры, мм
Диаметр вала	Сечение шпонки	Шпоночный паз				Допус-каемая длина шпонки
		Глубина		Радиус закругления
		вал	втулка	не более	не менее
Св. 22 до 30	8 7	4,0	3,3	0,25	0,16	18…90
» 30 » 38	10 8	5,0	3,3	0,4	0,25	22…110
» 38 » 44	12 8	5,0	3,3			28…140
» 44 » 50	14 9	5,5	3,8			36…160
» 50 » 58	16 10	6,0	4,3			45…180
» 58 » 65	18 11	7,0	4,4			50…200
» 65 » 75	20 12	7,5	4,9	0,6	0,4	56…220
» 75 » 85	22 14	9,0	5,4			63…250
» 85 » 95	25 14	9,0	5,4			70…280
» 95 » 110	28 16	10,0	6,4			80…320
» 110 » 130	32 18	11,0	7,4			90…360

Примечание. Размер брать из ряда:…32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200 … мм.

Обозначение шпонки, имеющей =16мм, =10мм, 63 мм: «Шпонка ГОСТ 23360 –78».

Полученное значение округляем в бóльшую сторону до ближайшей стандартной величины (см. «Примечание» к таблице 7.7). Пример обозначения шпонки – там же.

Конструктивно червячное колесо, представленное на конструктивной схеме №1, состоит из стального центра и зубчатого венца, изготовленного в зависимости от скорости скольжения из оловянной или безоловянной бронзы [подробнее конструкцию червячных колес – см. 1, раздел 5.6].

длина ступицы червячного колеса, мм:

, (7.26)

где принятое (стандартное) значение длины шпонки, при этом для должны быть выдержаны соотношения (7.1), рекомендуемые в разделе 7.1.1: и =(0,8…1,5) .

диаметр ступицы червячного колеса, мм:

=(1,5…1,55) , (7.27)

при этом бóльшие значения для шпоночного соединения колеса с валом.

Примечание. Величина должна быть кратной 2 или 5 (см. пример в разделе 7.1.1).

Остальные элементы червячных колес принимаем по рис. 5.17 [см. 1, стр. 77].

Далее на валу между червячным колесом и шестерней следует участок буртика, который служит упором для червячного колеса.

диаметр буртика, мм:

. (7.28)

Для возможны два варианта значений:

а) , где диаметр впадин зубьев шестерни (см. раздел 7.1.2). В этом случае нарезание зубьев шестерни происходит со свободным входом и выходом инструмента [см. 1, раздел 5.5, рис. 5.14, б]. Диаметр принимается кратным 2 или 5;

б) , где диаметр вершин зубьев шестерни (см. раздел 7.1.2). В этом случае зубья нарезают на поверхности вала. Выход фрезы определяют графически по ее наружному диаметру [см. 1, раздел 5.5, рис. 5.15, а, б].

длина буртика между шестерней и червячным колесом, мм:

, (7.29)

где – ширина зубчатого венца червячного колеса (см. раздел 7.1.1);

ширина зубчатого венца шестерни (см. раздел 7.1.2).

расстояние между плоскостями симметрии червячной и зубчатой передач, мм:

, (7.30)

где – ширина зубчатого венца зубчатого колеса (см. раздел 7.1.2);

торцовый зазор между зубьями зубчатого колеса и элементами корпуса редуктора (там же).

диаметр прилива на корпусе для левого подшипникового узла входного вала (см. раздел 7.2, расшифровка формулы 7.18).

Конструкция участка вала, связанная с расположением шестерни, может быть выполнена в двух вариантах:

а) вал и шестерня изготовлены раздельно. Такая конструкция возможна, если выполняется условие:

. (7.31)

Для соединения вала и шестерни рекомендуется применить зубчатое (шлицевое) соединение с прямобочными зубьями по ГОСТ 1139–80 легкой или средней серии, при этом внутренний диаметр соединения: . Расчет соединения на прочность производим по методике § 6.7 [2, формулы (6.6) и (6.7)];

б) шестерня изготовлена заодно с валом, что возможно при выполнении одного из следующих условий:

или мм. (7.32)

При выборе варианта б) изготовления шестерни определяем длину буртика диаметром между шестерней и подшипником, мм:

, (7.33)

где – торцовый зазор между зубьями шестерни и внутренней поверхностью боковой стенки корпуса (см. раздел 7.1.2);

высота прилива на корпусе редуктора и крышке корпуса для гнезда подшипника (см. раздел 7.4);

высота выступа крышки подшипникового узла на валу № 2 (см. раздел 7.5);

параметр роликоподшипника (см. выше).

Посадки, применяемые при установке промежуточного вала:

• посадки внутреннего и наружного колец подшипников на ответные детали аналогичны указанным в разделе 7.2;

• посадка червячного колеса на вал – ø60 (для = 60мм);

• посадка шпонки в паз вала – 18 (для =18мм);

• посадка шпонки в паз ступицы червячного колеса – 18 .

7.4. Конструкция выходного вала (индекс 3)

На законцовке выходного вала устанавливается муфта кулачково-дисковая (МКД) ГОСТ 20720–93. Предварительно оцениваем диаметр законцовки вала из расчета только на кручение.

– диаметр концевой части вала, мм:

, (7.34)

где – вращающий момент на валу № , Н·м (см. итоговую таблицу механических параметров в разделе 1.3, глава 1, книга 1);

= 30 МПа – допускаемое касательное напряжение для выходного вала.

Значение округляем в бόльшую сторону до ближайшей величины, кратной 5.

Форму законцовки рекомендуется выбрать цилиндрической (рис. 7.2; основной вариант на конструктивной схеме № 1) для диаметров = 50; 60; 65; 75; 80; 85; 95; 100; 105; 110 мм или конусной (рис. 7.1, а; вариант Г на конструк-тивной схеме № 1) для диаметров = 45; 55; 70; 90 мм.

Для законцовки цилиндрической формы из таблицы 7.4 выписываем следующие данные, мм: .

Для конусной законцовки из таблицы 7.2 выписываем параметры, мм: ; .

Проточка резьбы конусной законцовки должна быть выполнена по рис. 7.1, б. Из таблицы 7.3 для нее должны быть выписаны следующие данные:

Выполняем эскиз законцовки, а затем указываем обозначение муфты МКД в зависимости от диаметра и формы законцовки выходного вала. Номинальный крутящий момент и допускаемое радиальное смещение соединяемых муфтой валов в зависимости от диаметра – см. таблицу 7.8.

Таблица 7.8.

, Н·м	, мм	, мм	, Н·м	, мм	, мм
400	0,5	40, 45, 50	2500	0,9	70,75,80,85,90,95,100
630	0,5	45, 50, 55, 60	4000	0,9	80,85,90,95,100,105,110
1000	0,65	50, 55, 60, 65, 70	6300	0,9	100,105,110,120,125,130,140
1600	0,75	60, 65, 70, 75, 80, 85	10000	0,9	110,120,125,130,140

Примечание. При выборе муфты МКД необходимо, чтобы выдерживалось соотношение: , где вращающий момент на выходном валу (см. формулу 7.34). При этом обозначение муфты в зависимости от и формы законцовки должно быть: а) = 3835 Н·м, = 90 мм, законцовка конусная: «Муфта кулачково-дисковая 4000–90–1.2–У3 ГОСТ 20720–93»;

б) = 3311 Н·м, = 85 мм, законцовка цилиндрическая: «Муфта кулачково-дисковая 4000–85–1.1–У3 ГОСТ 20720–93».

Для герметизации концевой части выходного вала в крышке подшипникового узла выполнена канавка, в которую устанавливается уплотнительное сальниковое кольцо (сальник)[см. 3, стр. 94].

– диаметр вала под сальник, мм:

– для цилиндрической законцовки;

– для конусной законцовки вала.

На следующем участке расположен опорный подшипник выходного вала.

– диаметр вала под внутреннее кольцо подшипника, мм:

.

По диаметру производим выбор конического роликоподшипника ГОСТ 27365–87 [см. 1, таблица 24.16, стр. 465], если зубчатое колесо косозубое ( ), или радиального однорядного шарикоподшипника ГОСТ 8338–75 [см. 1, таблица 24.10, стр. 459], если зубчатое колесо прямозубое ( ). В зависимости от динамической нагрузки подшипники могут быть легкой или средней серии (серии диаметров 2 или серии диаметров 3). При выборе серии подшипника руководствуемся следующими рекомендациями: