Проектный расчёт валов редуктора выполняют только по напряжениям кручения (как при чистом кручении), то есть при этом не учитывают напряжений изгиба, концентрации напряжений и переменности напряжений во времени (циклы напряжений). Для компенсации этих факторов значения допускаемых напряжений на кручение выбирают весьма заниженными в пределах [τ]К = 15...30 МПа (Н/мм2). Меньшие значения [τ]К - для быстроходных валов, большие значения [τ]К - для тихоходных валов.
Рис. 12 - Типовые конструкции валов одноступенчатых редукторов: а – быстроходный – цилиндрического; б – быстроходный – конического; в – тихоходный; (
- в коническом редукторе)
Конструирование валов.
4.1. Определение поперечных и продольных размеров ступеней вала.
Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней которого зависят от количества и размеров установленных на вал деталей (рис. 12).
Проектный расчёт ставит целью определить ориентировочно геометрические размеры каждой ступени вала: её диаметр d и длину l (см. табл. 2).
Таблица 2. - Определение размеров ступеней валов одноступенчатых редукторов, мм
| Ступень вала и её параметры: d, l | Вал-шестерня коническая (рис. 12, б) | Вал-шестерня цилиндрическая (рис. 12, а) | Вал колеса (рис. 12, в) | |
| 1 – под элемент открытой передачи или полумуфту | d1 |  , где Т − крутящий момент, Н∙м
| ||
| l1 | l1 = (0,8...1,5) d1 − под звёздочку; l1 = (1,0...1,5) d1 − под шестерню; l1 = (1,2...1,5) d1 − под шкив; l1 = (1,0...1,5) d1 − под полумуфту | |||
| 2 – под уплотнение крышки с отверстием и подшипник | d2 | d2 = d1 + 2t - только под уплотнение | d2 = d1 + 2t | |
| l2 | l2 » 0,6d4 - только под уплотнение | l2 » 1,5 d2 | l3 » 1,25 d2 | |
| 5 – под резьбу | d5 | d5 под резьбу определить в зависимости от d2 | Не конструируют | d5 = d3 + 3f; ступень можно заменить распорной втулкой |
| l5 | l5 » 0,4 d4 
| l5 определить графически | ||
| 3 – под шестерню, колесо | d3 | d3 = d4 + 3,2r
возможно 
| d3 = d2 + 3,2 r
возможно ; при d3 > da1
принять d3 = da1
| d3 = d2 + 3,2 r |
| l3 | l3 определить графически на эскизной компоновке | |||
| 4 – под подшипник | d4 | d4 = d5 + (2...4) | d4 = d2 | |
| l4 | l4 определить графически | l4 = B − для шариковых подшипников; l4 = B − для роликовых конических подшипников |
Примечания:
1. Значения высоты t заплечика (буртика) и f величины фаски ступицы колеса и координаты фаски rmax подшипника определяют в зависимости от диаметра ступени d по следующей таблице:
| d | 17...24 | 25...30 | 32...40 | 42...50 | 52...60 | 62...70 | 71...85 |
| t | 3,5 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 4,6 | 5,6 | |
| rmax | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,0 | 3,5 | 3,5 |
| f | 1.2 | 1.6 | 2,5 |
2. Диаметр d1 выходного конца быстроходного вала, соединённого с двигателем через муфту, определить по соотношению d1 = (0,8...1,2) d1 (дв), где d1 (дв) − диаметр выходного конца вала ротора двигателя.
3. Диаметры d2 и d4 под подшипник округлить до ближайшего стандартного диаметра внутреннего кольца подшипника dп.
4. Диаметры ступеней (кроме d2 и d4) округлить до ближайшего стандартного значения из ряда Ra40 (см. табл.3).
Таблица 3 - Нормальные линейные размеры, мм (из ГОСТ 6636 – 69)
| 3,2 | 5,6 | ||||||||
| 3,4 | 6,0 | 10,5 | 34/35 | 60/62 | |||||
| 3,6 | 6,3 | 63/65 | |||||||
| 3,8 | 6,7 | 11,5 | 67/70 | ||||||
| 4,0 | 7,1 | 71/72 | |||||||
| 4,2 | 7,5 | ||||||||
| 4,5 | 8,0 | 45/47 | |||||||
| 4,8 | 8,5 | ||||||||
| 5,0 | 9,0 | 50/52 | |||||||
| 5,3 | 9,5 | 53/55 |
Примечание: под косой чертой приведены размеры посадочных мест под подшипники качения.
4.2. Предварительный выбор подшипников качения
Выбор наиболее рационального типа подшипника для данных условий работы редуктора весьма сложен и зависит от целого ряда факторов: передаваемой мощности редуктора, типа передачи, соотношения сил в зацеплении, частоты вращения внутреннего кольца подшипника, требуемого срока службы, приемлемой стоимости, схемы установки.
Таблица 4. - Предварительный выбор подшипников
| Передача | Вид | Тип подшипника | Серия | Угол контакта | Схема установки |
| цилиндрическая косозубая | Б | радиальные шариковые однорядные при aw ≥ 200 мм | средняя (лёгкая) | 0° | с одной фиксир. опорой |
| Т | при отношении осевой силы Fa, дей-ствующей на подшипник, к радиаль-ной реакции в опоре  – радиальные шариковые однорядные
| лёгкая (средняя) | 0° | враспор | |
при   – роликовые конические типа 7000
| лёгкая | α = 12...16° | |||
| коническая | Б | роликовые конические типа 7000 при n1 ≥ 1500 об/мин | лёгкая (средняя) | α = 12...16° | врастяжку |
| радиально-упорные шариковые типа 46000 при n1 ≥ 1500 об/мин | α = 25...29° | ||||
| Т | роликовые конические типа 7000 или 1027000 | лёгкая | α = 29° для типа 1027000 | враспор |
Примечания: Б – быстроходная ступень; Т - тихоходная ступень
Предварительный выбор подшипников для каждого из валов редуктора проводят в следующем порядке:
1. В соответствии с рекомендациями табл. 4 определяют тип, серию и схему установки подшипников.
2. По справочнику-каталогу выбирают типоразмер подшипников по величине диаметра внутреннего кольца подшипника, равного диаметру d2 и d4 ступеней вала под подшипники.
3. По выбранному из каталога типоразмеру определяют основные параметры подшипников: геометрические размеры - d, D, B (T, С); динамическую Сr и статическую Сr0 грузоподъёмности. Здесь D - диаметр наружного кольца подшипника, В - ширина шарикоподшипника; T и С - осевые размеры конического роликоподшипника.