Значения для валов с напрессованными деталями при давлении напрессовки свыше 20 МПа

d, мм	s_в, МПа	Примечание

	2,0 2,35 2,6 2,7 3,3	2,3 2,6 2,8 3,2 3,6	2,6 3,0 3,3 3,65 4,0	3,0 3,4 3,8 4,0 4,5	1. Для касательных напряжений 2. При давлении напрессовки 10-20 МПа снижать k_t / e_s на 5-15%

8.8. Значения e_s и e_t

Сталь	Диаметр вала, d, мм

Углеродистая	e_s	0,92	0,88	0,85	0,82	0,76	0,70	0,61
e_t	0,83	0,77	0,73	0,70	0,65	0,59	0,52
Легированная	e_s e_t	0,83	0,77	0,73	0,70	0,65	0,59	0,52

При частом реверсе полагают

Если в рассматриваемом сечении имеется несколько концентраторов на-

пряжений, то учитывают один из них — тот для которого отношение —

больше.

КОНСТРУИРОВАНИЕ ВАЛОВ

Для редукторов общего назначения рекомендуется выполнять простые по конструкции гладкие валы одинакового номинального диаметра по всей длине; для обеспечения требуемых посадок деталей соответствующие участки вала должны иметь предусмотренные отклонения. Но если места посадок отдалены от конца вала, то установка деталей затрудняется. Поэтому для удобства сборки и разборки узла вала, замены подшипников и других насаживаемых деталей валы выполняют ступенчатыми. Пример такой конструкции представлен на рис. 8.4. На участках вала, предназначенных для неподвижных посадок деталей, указывают отклонения размеров вала типа s6, u7, r6и п6 со скосами для облегчения монтажа. Размеры скосов и фасок, мм (места I и II), в зависимости от диаметра прилегающего участка вала, таковы:

d вала...... 15-30 30-45 45-70 70-100 100-150

с.............. . 1,5 2,5 2,5 3 4

а........... … 2 3 5 5 8

a°............ . 30 30 30 30 10

Для плотного прилегания торцов деталей к буртикам вала в месте III перехода делают галтели радиусом r в зависимости от диаметра d₁, (размеры, мм:

d₁............ 15-30 30-45 45-70 70-100 100-150

r.............. . 1,0 1,0 1,5 2,0 2,5

c........... … 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0

Рис. 8.4. Конструкция вала редуктора

Рис. 8.5. Рабочий чертеж вала

В местах перехода от d к D, если детали здесь не устанавливают, предусматривают галтели с радиусом закругления R » 0,4 (D – d).

Правый конец вала длиной l одинакового номинального диаметра d₂ = d₃ имеет на участке длиной l₁ отклонение k6 для посадки муфты или шкива. Участок левее, не сопрягаемый с деталями, показан с отклонением h11. Это позволяет уменьшить число ступеней вала.

Пример выполнения рабочего чертежа ступенчатого вала дан на рис. 8.5.

ШПОНОЧНЫЕ И ШЛИЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Для соединения вала с деталями, передающими вращение, часто применяют призматические шпонки (табл. 8.9) из стали, имеющей s_в³ 600 МПа, например, из сталей 45, Ст6.

Шпонки призматические (по ГОСТ 23360-78,

С сокращениями)

Размеры, мм


Диаметр вала d	Сечение b х h	Глубина паза	Фаска s x 45^о
вала t₁	втулки t₂
Св. 10 до 12	4x4	2,5	1,8	0,08 - 0,16
» 12 » 17 » 17 » 22 » 22 » 30	5 x 5 6 x 6 8 x 7	3,0 3,5 4,0	2,3 2,8 3,3	0,16 - 0,25
» 30 » 38 » 38 » 44 » 44 » 50 » 50 » 58 » 58 » 65	10 х 8 12 x 8 14 x 9 16 х 10 18 x 11	5,0 5,0 5,5 6,0 7,0	3,3 3,3 3,8 4,3 4,4	0,25 - 0,40
» 65 » 75 » 75 » 85 » 85 » 95 » 95 » 110	20 x 12 22 x 14 25 x 14 28 x 16	7,5 9,0 9,0 10,0	4,9 5,4 5,4 6,4	0,40 - 0,60
Примечания: 1. Длину шпонки выбирают из ряда: 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200 … (до 500), 2. Материал шпонок — сталь чистотянутая с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МПа. 3. Примеры условного обозначения шпонок: исполнение 1, сечение b х h = 20 х 12, длина 90 мм: Шпонка 20 х 12 х 90 ГОСТ 23360-78 То же, исполнение 2 Шпонка 2 - 20 х 12 х 90 ГОСТ 23360- 78

Длину шпонки назначают из стандартного ряда так, чтобы она была несколько меньше длины ступицы (примерно на 5—10мм). Напряжение смятия узких граней шпонки не должно превышать допускаемого, т. е. должно удовлетворяться условие

(8.21)

где Т – передаваемый вращающий момент, Н×мм; d — диаметр вала в месте установки шпонки; площадь смятия А_см= (h — t₁) l_р; l_р — рабочая длина шпонки: для шпонки с плоскими торцами l_р = l, при скругленных торцах l_р = l — b; при стальной ступице и спокойной нагрузке допускаемое напряжение смятия [s]_cм £ 100 МПа; при колебаниях нагрузки следует снижать [s]_cм на 20 — 25%; при ударной нагрузке снижать на 40-50%; для насаживаемых на вал чугунных деталей приведенные значения [s]_см снижать вдвое.

С учетом приведенных выше значений F и А_смформулу (8.21) приводят к виду

(8.22)

Если при проверке шпонки s_см окажется значительно ниже [s]_см, то можно взять шпонку меньшего сечения — как для вала предыдущего диапазона диаметров, но обязательно проверить, ее на смятие.

Если же s_см окажется больше [s]_см, то допускается установка двух шпонок под утлом 180^о (предполагается, что каждая шпонка воспринимает половину нагрузки), однако рациональнее перейти на шлицевое соединение.

Для относительно тонких валов (диаметром примерно до 44 мм) допускается установка сегментных шпонок (табл. 8.10).

Соединение проверяют на смятие

(8.23)

а шпонку — на срез

(8.24)

Значения [s]_см такие же, как к для призматических шпонок; [t]_ср» 0,6[s]_см.

Шлицевые соединения надежнее шпоночных, в особенности при переменных нагрузках; в них достигается более точная центровка деталей на валу, а распределение нагрузки по шлицам облегчает перемещение подвижных деталей вдоль по валу.

В табл. 8.11 приведены размеры прямобочных шлицевых соединений, в табл. 8.12. – размеры эвольвентных шлицевых соединений.

Выбранное соединение проверяют на смятие

(8.25)

Здесь Т – передаваемый вращающий момент; множитель 0,75 введен для учета неравномерности распределния давления по шлицам; z – числу щлицев; А_см – расчетная поверхность смятия,

где l – длина ступицы; R_ср– 0,25 (D – d).