Определяем межцентровое расстояние
ак = 0,5(d1 + d2) = 0,5(110 + 150) = 130 мм
Определяем внешнее конусное расстояние
мм
Определяем среднее конусное расстояние
Rm = R – 0,5∙b = 93 – 0,5∙9 = 88,5 мм
Определяем высоту зуба
h = 2,25m = 2,25∙1,5 = 3,4 мм
Определяем высоту головки зуба
ha = m = 1,5 мм
Определяем высоту ножки зуба
hf = 1,25m = 1,9 мм
Определяем наименьший диаметр входной шейки вала
где M2 – крутящий момент, Н∙м; [τк] – для быстроходного вала допускаемое напряжение, [τк] = 50 Н/мм2. После подстановки получим
мм
Округляем полученное значение до ближайшего согласно ряду Ra20, равному 16 мм.
Определяем длину входной шейки вала
LB2 = 1,8∙dB2 = 1,8∙16 = 28 мм
Определяем диаметр шейки под уплотнение
dy2 = dB2 + 2∙t3,
где t3 = 4 мм – высота заплечика между шейками вала dB2 и dy2. После подстановки числовых значений получим
dy2 = 16 + 2∙4 = 24 мм
Определяем длину шейки под уплотнение
Ly2 = dy2 = 24 мм
Определяем диаметр резьбы под гайку
dм2 = dy2 + (2…4) = 24 + (2…4) = 26…28 ≈ 27…30 мм
Выбираем резьбу М30×1,5. Теперь определяем диаметры шейки под подшипники, исходя из неравенства dп2 ≥ dм2. По ГОСТу выбираем шариковый однорядный радиально-упорный подшипник легкой серии № 46207, у которого dп2 = 35 мм,
D2 = 72 мм, В2 = 17 мм, α = 26º.
Определяем диаметр заплечика при переходе от вала к шестерни
dз2 = dп2 + 2∙tБ,
где tБ = 5 мм – высота заплечика. После подстановки числовых значений получим
dз2 = 35 + 2∙5 = 45 мм
Определяем углубление на торце шестерни
а3 = (1,5…2)∙m = (1,5…2)∙1,5 ≈ 3 мм
Определяем длину консоли
а0 ≤ 0,8∙dп2 = 0,8∙35 = 28 мм
Консоль а0 стремятся сделать минимальной. При этом длину заплечика аБ между подшипником и конической шестерней может уменьшаться до значения
аБ = m = 1,5 мм
Определим условную длину консоли
а1 = аш + В2/2,
где В2 – ширина подшипника, В2 = 17 мм.
а1 = 14 + 17/2 = 25,5 мм
Определим расстояние ап
ап = 0,25(dп2 + D2)∙tg α,
где D2 = 72мм – наружный диаметр подшипника; а = 26º – угол наклона реакции подшипника.
ап = 0,25(35 + 72)∙tg 26º = 3 мм
Уточняем длину консоли
а0 = а1 – ап = 25,5 – 13 = 22,5 мм
Сопоставляя с результатом а0 = 28 мм, получаем неравенство а0 = 22,5 < 28 мм, что соответствует условию.
Определяем расстояние между подшипниками.
Расстояние между подшипниками а2 выбирается большее из двух соотношений
а2 = 0,6∙L; а2 = (2…2,5)∙а1,
где L – расстояние между точками А и В приложения реакций.
а2 = 0,6∙84 = 50,4 мм; а2 = 2,5∙25,5 = 64 мм,
Согласно стандартному ряду Ra40 принимаем а1 = 25 мм, а2 = 63 мм.
Определяем расстояние между точками приложения реакций
L2 = a2 + 2∙aп = 63 + 2∙13 = 89 мм
Определяем диаметр фланца стакана
Da2 = dст + 5∙dБ = (77…109) + 5∙8 = 140 мм
Болты, крепящие крышку и стакан к корпусу, располагают равномерно по окружности. Диаметр окружности центров болтов на торце фланца определяется по формуле
Dср = 0,5(dст + Dа) = 0,5(100 + 140) = 120 мм
Определяем длину центрирующего пояска
L = 0,5∙В = 0,5∙17 = 8,5 мм
Т.к. диаметр шейки вала под уплотнение dy2 = 24 мм, то наружный диаметр Dу2 = 40 мм, ширина Ву2 = 10 мм, толщина стенки крышки δ1 = 5 мм, угол фаски α = 30º, а ее длина ty = 3 мм.
Определим наименьший диаметр выходной шейки тихоходного вала
мм
где М1 = 30 Н∙м – вращающий момент на I-м валу; [τк] = 63 Н/мм2 – допускаемое касательное напряжение дли тихоходного вала. Округляем полученное значение диаметра до ближайшего согласно ряду Ra20, равному dВ1 = 14 мм.
Определим длину выходной шейки
LB1 = 1,8∙dВ1 = 1,8∙14 = 25 мм
Следующая ступенька вала – это шейка под уплотнение, в качестве которого используется резиновая манжета по ГОСТ 8752-79. Манжета устанавливается в крышке и уплотняет вал. Диаметр шейки определяется по формуле
dy1 = dB1 + 2∙t1 = 14 + 2∙4 = 22 мм
где t1 = 4мм – высота заплечика между шейками вала.
Длину этой шейки предварительно принимаем, равную диаметру, Ly1 = dy1 = 22 мм.
Определяем диаметр шеек под подшипник
dп1 = dy1 +(2…4) = 22 + 4 = 26 ≈ 30 мм
Полученное значение нужно округлить до табличного значения. В нашем расчете 26 ≈ 30 мм.
Выбираем шариковый радиально-упорный подшипник легкой серии № 36206, у которого dп1 = 30 мм, D1 = 62 мм, В1 = 16 мм.
Далее определяем диаметр отверстия в зубчатом колесе и соответствующей ему шейки вала dш1 по формуле
dш1 = dп1 + 2 = 30 + 2 = 32 мм
Определим размеры ступицы колеса
dс1 = 1,8∙dш1 = 1,8∙32 = 57,6 ≈ 60 мм
Lс1 = (1,2…1,5)∙dш1 = (1,2…1,5)∙32 = 48 мм
Для несопрягаемых размеров выбираем согласно ряду Ra40 dс1 = 60 мм и Lс1 = 48 мм
Левый подшипник располагают на расстоянии δ2 от наружного цилиндра стакана
δ2 = 2m = 2∙1,5 = 3 мм
Правый подшипник располагают на расстоянии δ1 от правого торца ступицы колеса
δ1 = 3m = 3∙1,5 = 4,5 мм
Левый торец ступицы колеса упирается в бурт вала диаметром dБ1. Справа в этот бурт упирается левый подшипник. Диаметр бурта определяется по формуле
dБ1 = dп1 + 2tБ = 30 + 2∙5 = 40 мм
где = 5 мм – высота заплечика.