Проектирование валов

2.4.7.1 Построение эскизов валов

 

Разработку эскиза вала можно начинать с конца вала. Рекомендуется применять стандартные концы (табл. 4, 5 приложения): цилиндрические – по ГОСТ 12080-66 или конические – по ГОСТ 12081-72. Цилиндрические концы валов проще в изготовлении, но требуют дополнительной осевой фиксации насаженных деталей. Конические концы валов сложнее в изготовлении, но обеспечивают простую и плотную посадку деталей. Их рекомендуют для валов с высокой скоростью вращения.

Рекомендуемые размеры фасок и радиусов галтелей даны в таблице 2.8. Если участок вала необходимо при изготовлении шлифовать, вместо обычного перехода предусматривают канавку для выхода шлифовального круга (рис. 2.19, табл. 2.9).

Высоту заплечика t принимают конструктивно, в зависимости от характера нагрузки, действующей на насаженную деталь: от 1, 25 r – для деталей не испытывающих осевых нагрузок, до (2, 0…2, 5) r – для деталей, воспринимающих сильные осевые нагрузки. Диаметры остальных участков вала определяют последовательно с учетом высоты заплечиков каждой ступени.

	а	б	в
Рис. 2.18. Размеры заплечиков вала

Таблица 2.8

Размеры заплечиков вала, мм

Диаметр вала d	10 - 18	20-28	30-46	48-68	70-100	Св. 100
Радиус закругления r	1, 0	1, 6	2, 0	2, 5		4, 0
Фаска c	0, 6	1, 0	1, 6	2, 0	2, 5	3, 0

 

	а	б
Рис. 2.19. Канавки под выход шлифовального круга

Таблица 2.9

Размеры канавки под выход шлифовального круга, мм

Диаметр вала d	10-48	50-100	Св. 100
Ширина канавки b
Радиус закругления R	1, 0	1, 6	2, 0
Радиус закругления R1	0, 5	1, 0
Диаметр канавки d1	d –0, 5	d –1, 0

Если участок вала предназначен для посадки детали, то необходимо на начале участка предусмотреть фаску: под углом 45º – при посадке с зазором или переходной посадке; под углом 30º – при посадке с натягом.

 

Длины участков валов определяются с помощью прорисовки с учетом габаритов насаживаемых деталей, их взаимного расположения, величины необходимых зазоров между ними и т.д.

 

 

2.4.7.2 Посадка зубчатых и червячных колес на валах

Передача крутящего момента от вала к колесу или наоборот, независимо от типа посадки, осуществляется при помощи шпоночных или шлицевых соединений.

В серийных редукторах общего назначения обычно применяется одна из переходных посадок: H7 / k6 (напряженная), H7 / m6 (тугая). Эти посадки применяются в механизмах, работающих при небольших нагрузках и подвергающихся частым разборкам. Переходные посадки требуют дополнительного крепления колес от осевого перемещения (пружинными кольцами, установочными винтами, распорными втулками, гайками и т.д.).

При редких разборках применяются посадки: H7 / n6 (глухая), H7 / p6 (легкопрессовая). Эти посадки также требуют дополнительного крепления колес от осевого перемещения.

Посадка зубчатых колес на валы в тяжелонагруженных передачах, работающие при вибрационных и ударных нагрузках, осуществляется по одной из прессовых посадок: H7 / r6, H7 / s6. Применение этих посадок наряду с повышением надежности соединения предохраняет колеса от осевого перемещения.

 

 

2.4.7.3 Шероховатость поверхностей валов

Поверхности валов должны иметь шероховатость, указанные в таблице 2.10.

Таблица 2.10

Шероховатость поверхностей валов

Элементы валов	Шероховатость, Ra, мкм
Неподвижные соединения с посадкой скольжения	0, 2 – 0, 05
Соединения с переходными посадками	0, 4 – 0, 1
Прессовые и конусные соединения	0, 4 – 0, 05
Упорные буртики неподвижных цилиндрических соединений (рабочие поверхности)	1, 6 – 0, 4
Посадки подшипников качения на валу при классе точности подшипника:
нормальном	0, 4 – 0, 1
повышенным	0, 1 – 0, 05
Шлицевые соединения, центрирование:
по наружному диаметру	0, 4 – 0, 1
по внутреннему диаметру	0, 8 – 0, 2
Шпоночно-пазовые соединения (рабочие грани пазов)	3, 2 – 0, 8
Резьбы наружные	3, 2 – 1, 6
Резьбы внутренние	6, 4 – 3, 2
Уплотнения цилиндрические контактные с мягкими элементами манжеты (рабочие поверхности валов)	0, 1 – 0, 05
Свободные поверхности деталей (торцы и ненесущие цилиндрические поверхности валов, фаски и т.п.):
малонагруженных	6, 4 – 1, 6
нагруженных высокими цикличными нагрузками	1, 6 – 0, 2
Галтели:
неответственного назначения	3, 2 – 1, 6
деталей, нагруженных высокими цикличными нагрузками	0, 4 – 0, 1