Подступичная часть 3 (головка) вала (рис. 15, а) имеет наибольший размер. На усталостную прочность вала в месте посадки ступицы колеса 11 оказывает значительное влияние тип соединения с валом. При передаче крутящего момента основным шпоночным соединением посадка с небольшим натягом H7/p6 обеспечивает хорошее центрирование ступицы на валу. Передача нагрузки за счёт натяга H7/r6 или H7/s6 разгружает шпонку, и её ставят для надёжности окружной фиксации деталей.
С целью облегчения сборки шпоночного соединенияв комбинации с прессовымрекомендуется проектировать направляющий цилиндрический участок (рис. 15, а, поз. 12) с допуском h6. Граница допуска h6 должна перекрывать центр закругления шпонки на величину с1 = (0,2...0,4)b, но не менее 1 мм; b– ширина шпонки. С той же целью направляющий цилиндрический участок 11 заменяют коническим 13. Длину шпонки (поз. 4)назначают l= lст – (5...10) мм.
Для уменьшения концентрации напряжений от напрессовки необходимо проектировать специальную форму ступицы с кольцевыми проточками на торцах (поз. 14) или специальную форму вала с укороченной головкой, когда длину посадочного участка делают меньше длины ступицы (поз. 15). Размеры кольцевых проточек приведены в [13].
Вместо насадной шестерни часто применяют вал–шестерни. Их положительные качества – отсутствие соединения, повышающее прочность и надёжность, упрощение сборки. Недостатки – невозможность нарезания шестерен пакетом, высокий съём стружки при точении из заготовки цилиндрической формы. Последний недостаток легко устраняется изготовлением заготовок рациональной формы свободной ковкой (при индивидуальном производстве) или штамповкой (при серийном производстве). В первом приближении вал–шестерню принимают при da1/d1 < 2...2,5 либо при передаточном числе и ³3,15; da1– диаметр вершин шестерни, d1 – диаметр головки.
При проектировании ступиц любых деталей, насаживаемых на вал, по условию центрирования по цилиндру необходимо следовать «классическим» соотношениям: длина ступицы должна быть больше диаметра подступичной части вала, точнее,
, (14)
в крайнем случае lст > 0,8d. При этом диаметр ступицы из стали или чугуна:
. (15)
При невозможности центрирования по цилиндру выполняют центрирование по торцу с обеспечением площадки контакта шириной не менее 1 мм.
Пример 7. Выполнить конструирование быстроходного вала цилиндрического редуктора с насадной шестерней и деталей подшипниковых узлов. Для привода с редуктором принят электродвигатель АИР112М4 мощностью Pэд = 7,5 кВт и частотой вращения nэд = 2895 об/мин; диаметр хвостовика двигателя dхв = 32 мм.
Решение.
1) Хвостовик вала. Диаметр вала определён из расчёта по касательным напряжениям:
, где Т
— крутящий момент, Н×мм; 
— допускаемое
касательное напряжение; рекомендуется для хвостовика вала = 25 МПа.
Крутящий момент 
= 
Н·м =
24,7·103 Н·мм. Диаметр хвостовика вала:
мм.
При соединении хвостовиков валов муфтой разность диаметров не должна превышать 20%. Принят диаметр хвостовика вала редуктора dхв = 26 мм (диаметр хвостовика двигателя dхв = 32 мм уменьшен на 19%).
Торец вала снабжаем фаской с координатой с = 1,5 мм (табл. 6). Длину хвостовика проектируем из расчёта lхв = 1,5dхв = 1,5·26 = 39 мм. Принята длина lхв = 40 мм по ГОСТ 6636 (прил. Г).
Переход от цилиндра к торцу переходного сечения снабжаем галтелью радиуса rг = 1 мм (табл. 6). Принята на хвостовике шпонка с размерами b´h´t1´t2= 8 ´ 7 ´ 4 ´3,3 (ширина ´ высота ´ глубина паза вала ´ глубина паза ступицы) [13] длиной l = 36 мм по ГОСТ 23360. Шпонку, которую ставят в паз вала с натягом, при ремонте не удаляют из паза во избежание развальцовки отверстия. На хвостовик надевается полумуфта до упора шейки. Для закрепления полумуфты на валу принята шайба концевая с наружным диаметром D = 32 мм с креплением одним винтом 7019-0622 ГОСТ 14734-69 [9, с. 93].
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.