Конструювання щаблів валів
Конструкція ступенів валів залежить від типу та розмірів, встановлених на них деталей (колес, підшипників, муфт, шківів), способів закріплення цих деталей в окружному та осьовому напрямках. При відпрацюванні конструкції валу слід уточнити розміри ділянок валу, орієнтовно прийняті в проектуванні розрахунку, забезпечити підвищення міцності валу шляхом можливого зниження концентрації напруг, простоту і економічність виготовлення.
Перехідні ділянки
Перехідні ділянки валу між двома суміжними ступенями виконують [1, 2]: 1.з жолобникомрадіусаr(галтель – поверхня плавного переходу від меншого перерізу до більшого) – табл. 3; 2.з канавкоюшириноювіз заокругленням для виходу шліфувального кола – табл. 4. Перехід з канавкою створює більш високі концентрації напруг, ніж заокруглений галтельний перехід, тому канавки роблять для ділянок валу з достатнім запасом міцності. У місцях переходу від меншого перерізу (d) до більшого (D), якщо на ділянку валу не встановлюють деталі, то передбачають галтелі радіусом закругленняR»0, 4(D - d).
Якщо осьова фіксація деталей на валу здійснюється шестигранною або круглою шліцевою гайкою і одна з ділянок має різьблення (рис. 2, рис. 3, б), то для виходу інструменту при нарізанні різьблення виконують канавки (табл. 5).
При встановленні підшипників на вал до упору в заплечик (уступ) необхідно забезпечити за рахунок вибору висотиtзаплічка опорну поверхню для торців кілець підшипників (табл. 6). Висотуtвизначає розмірrфаски кільця підшипника. За табл. 6 вибирають мінімальний розмірtіt1 (t1- висота вільної частини поверхні кільця для захоплення знімачами при демонтажі підшипника).
Дляконструкцій валів , коли між підшипником і колесом встановлюють дистанційну втулку (кільце), її діаметральні розміри повинні задовольняти умови контакту торців втулки з колесом і кільцем підшипника. Тому часто втулки роблять Р – образної форми (рис. 4 чи 5). При цьому необхідно передбачити зазорС»2 мм між буртиком валу та торцем втулки.
| Розміри, мм | Діаметр валуd, мм | |||
| 20…28 | 32…45 | 50…70 | 80… | |
| r | 1,6 | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
| f | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 |
Канавки для виходу шліфувального кола
| Розміри, мм | Діаметр валуd, мм | ||
| 10…50 | 50…10 | 100… | |
| в | 3,0 | 5,0 | 8,0 |
| h | 0,25 | 0,5 | 0,5 |
| R | 1,0 | 1,6 | 2,0 |
| R1 | 0,5 | 0,5 | 1,0 |
Канавки для виходу різьбового інструменту
| Розміри, мм | Крок різьбленняdМ, мм | |||||
| 1,25 | 1,5 | 1,75 | 2,5 | |||
| dK | dм- 1,5 | dм- 1,8 | dм- 2,2 | dм- 2,5 | dм- 3 | dм- 3,5 |
| в | ||||||
| r | 1,5 | 1,6 | ||||
| r1 | 0,5 | 1,0 |
Висота заплечиків для підшипників
| Розмір, мм | Радіусrфаски, мм | |||||||
| 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | |
| t | 1,0 | 1,8 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 4,8 | 5,5 | 6,5 |
| Розмір, мм | Діаметр валуd, мм | |||||||
| 1…15 | 15…50 | 50…100 | ||||||
| t1 | 3,5 |
Кінцеві ділянки швидкохідного та тихохідного валів можуть бути циліндричними або конічними. Посадка деталей на конус має ряд переваг: легкість складання та розбирання, висока точність базування. Кінці валів серійного та масового виробництва роблять, як правило, конусними. Циліндричні кінці валів простіші у виготовленні і тому вони мають переважне поширення в одиничному та дрібносерійному виробництві.
Циліндричні кінці валіввиготовляють за ГОСТ 12080-66 (табл. 7). Деталь, що встановлюється на циліндричному кінці валу, доводять до упору в заплечик заввишкиt. Розмірtповинен забезпечувати можливість встановлення на сусідні ділянки валу (dУ;dп) підшипників, ущільнень без виймання шпонки на кінцевій ділянці:dп=dУ=d+2t2+(1…2), деt2 – глибина шпонкового паза в маточині. Перехідну ділянку валу між двома ступенями виконують з жолобником (табл. 3), а при шліфуванні – з канавкою (табл. 4).
Конічні кінці валіввиготовляють за ГОСТ 12081-72 (табл. 8) з коністю 1:10 двох виконань із зовнішньою (тип 1) і внутрішньою (тип 2) різьбленням.
Для підвищення технологічності радіуси жолобників, розміри фасок канавок для виходу інструменту на одному валу бажано приймати однаковими. Якщо на валу передбачено кілька шпонкових пазів, то для зручності фрезерування їх розташовують в одній площині та виконують однієї ширини, вибраної по меншому діаметру валу.
Для з'єднання валів із колесами(шківами, зірочками), що передають крутний момент застосовують шпонки, шліци і посадки з натягом: шестірні і черв'яки зазвичай виконують заодно з валом, рідше насадними, якщо це виправдано конструктивно (df1 dB див. Рекомендації п. 2.1). Для валу-шестірні з розмірамиdf1