Конструирование валов, страница 4

2) Шейка вала. Диаметр шейки d должен быть больше диаметра хвостовика и кратным 5 мм в соответствии со стандартами для подшипников качения. Высота упорного бурта t (рис. 15, а) складывается из фаски отверстия полумуфты с = 1,5 мм (табл. 6), минимальной ширины кольцевой площадки контакта, равной 1 мм, и фаски на торце шейки с = 1,5 мм, то есть tmin= 2 с + 1 = 2·1,5 + 1 = 4 мм.

Минимальный диаметр шейки dmin= + 2 tmin=26 + 2·4 = 34 мм. Ближайший больший стандартный диаметр d= 35 мм (прил. А). Для свободного прохождения подшипника над хвостовиком со шпонкой необходимо выполнение условия

 d  > d3 + 2t2,                                                          (16)

где t2 – глубина паза ступицы.

Условие (16) выполнено, так как 26 + 2·3,3 = 32,6 мм < 35 мм. Приняты два варианта однорядных радиальных шарикоподшипников 207 и 307 с параметрами d´ D´ В ´r ´ dаmin ´ Dаmax, приведенными выше (конкретная серия устанавливается расчётом подшипников).

3) Подступичная часть вала. Диаметр d1 должен быть больше d. Минимальный диаметр бурта из условия гарантированного упора d1 = dаmin= 42 мм (табл. 7). При этом высота бурта tmin= (d1d)/2 = (42 – 35)/2 = 3,5 мм учитывает размер фаски подшипника  r = 2,5 мм и минимальную ширину кольцевой площадки контакта t1 = 1 мм, но не  учитывает фаску торца вала.

Полученный расчётом максимальный диаметр бурта из условия надёжного захвата внутреннего кольца подшипника лапками съёмника на необходимой высоте 1 мм оказывается не больше минимального. Следовательно, малая толщина колец подшипника не позволяет осуществить спрессовку подшипника съёмником даже при замене фаски притуплением. Для возможности спрессовки проектируем дистанционное кольцо с диском (рис. 15. а, поз. 10).

4)  Дистанционное кольцо (рис. 15. г) состоит из диска и ступицы. Кольцо поставлено на шейку диаметром d = 35 мм. Диаметр головки d1 должен быть больше d из условия свободного прохода шестерни для её сборки. Бурт головки должен возвышаться над шейкой, как минимум, на величину радиуса галтели rг = 1 мм и размера фаски бурта с = 2,5 мм (табл. 6). Кольцевая площадка шириной 1 мм не предусмотрена, так как кольцо упирается не в торец вала, а в торец ступицы. Предварительно назначено d1 = d+ 2(с + rг) = 35 + 2·(2,5 + 1) = 42 мм.

Для надёжного упора кольца в торец шестерни наружный диаметр ступицы кольца должен включать минимальную ширину кольцевой площадки контакта, равную 1 мм, а также фаску на внутреннем диаметре шестерни с = 2,5 мм (на наружном диаметре ступицы фаска заменена притуплением):  dст = 42+ 2(1 + 2,5) = 49 мм. Принят dст = 50 мм по ГОСТ 6636 (прил. Г).

Толщина диска кольца принята 6 мм (п. 1.4). Зазор между венцом кольца и расточкой корпуса 0,1…0,3 мм. Расстояние между диском и наружным кольцом подшипника принято D1 = 0,5δ, где δ – толщина стенки корпуса редуктора. При δ = 7 мм D1 ≈ 4 мм. Между диском кольца и торцом колеса назначен зазор, равный 0,5В = 0,5·21 ≈ 10 мм для размещения тяг съёмника. Таким образом, длина ступицы кольца lcт = 4 + 6 + 10 = 20 мм.

Вывод. Приняты  диаметры вала d1 = 42 мм,  d = 35 мм,  dхв = 26 мм.

5) Подшипниковые узлы. Быстроходный вал – фиксированный. Одна из его опор – фиксированная, вторая – плавающая. Фиксированная опора воспринимает осевую и бóльшую радиальную нагрузку. Чаще всего это опора, ближняя к хвостовику.

          В фиксированной опоре внутреннее кольцо подшипника закреплено на валу от осевых перемещений посадкой с натягом и торцом ступицы мазеудерживающего или дистанционного кольца. Наружное кольцо в корпусе  фиксируется со стороны шестерни внутренним пружинным упорным кольцом по ГОСТ 13943 [9]. Упорные бурты в отверстии корпуса возможны, но не рекомендованы из-за невозможности обработки обоих отверстий за один проход.

При наружном диаметре подшипника D = 80 мм принято кольцо В80 ГОСТ 13943-86 класса точности В (нормальный) из стали 65Г. Диаметр канавки в корпусе D1 = 83,5 мм, ширина канавки m = 2,2 мм, минимальное расстояние от канавки до внутренней стенки корпуса h = 4,5 мм [9]. С другой стороны подшипник фиксируется упором крышки подшипника.