 |
Проектный расчет и конструирование валов
|
|
|
|
1. Выбор материала валов.
В качестве материала валов (как быстроходного, так и тихоходного) применим марку стал 45 со следующими характеристиками: 
, 
, 
.
2. Выбор допускаемых напряжений на кручение.
Проектный расчет валов выполняется по напряжениям кручения (как при чистом кручении), т.е. при этом не учитывают напряжения изгиба, концентрации напряжений и переменность напряжений во времени. Поэтому для компенсации приближенности этого метода расчета допускаемые напряжения на кручение применяют заниженными: 
. Так как для быстроходных валов используют меньшие значения 
, а для тихоходных – большие, то для дальнейшего расчета быстроходного вала принимаем 
, для тихоходного – 
.
3. Определение геометрических параметров ступеней валов.
Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней которого зависят от количества и размеров установленных на вал деталей. Проектный расчет ставит целью определить ориентировочно геометрические размеры каждой ступени вала: ее диаметр 
и длину 
.
Определение геометрических параметров ступеней тихоходного вала-шестерни цилиндрического.
1-я ступень под элемент открытой передачи (шкив клиноременной передачи):
диаметр ступени 
,
где 
– крутящий момент, равный вращающему моменту на валу,
- допускаемое напряжение на кручение, следовательно, 
, округлив до ближайшего стандартного значения, получаем 
;
длина ступени 
, округлив до ближайшего стандартного значения, получаем 
,
размер фаски 
, определяемый в зависимости от диаметра 
.
Вал конструируем коническим. Для крепления шкива на валу имеется участок с резьбой 
(А.Е. Шейнблит «Курсовое проектирование деталей машин», табл. 10.9, стр. 189). Для крепления шкива на валу используем круглую шлицевую гайку 
с параметрами:
|
|
|
.
Для фиксации используем стопорную многолапчатую шайбу 
с параметрами:
.
2-я ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипник:
диаметр ступени 
, где 
- высота буртика, определяемая в зависимости от 
,
, так как ступень под подшипник, то ее диаметр должен соответствовать внутреннему диаметру подшипника, т.е. при делении 
на 5 должно получиться целое число, следовательно, 
, что соответствует стандартному значению.
Длина ступени 
, округлив до ближайшего стандартного значения, получаем 
.
3-я ступень под шестерню:
диаметр ступени 
, где 
- координата фаски подшипника, определяемая в зависимости от 
,
, округлив до ближайшего стандартного значения, получаем 
, длина ступени определится графически на эскизной компоновке.
4-я ступень под подшипник:
диаметр ступени 
,
длина ступени 
, где 
для шариковых подшипников легкой серии с внутренним диаметром 
.
Определение геометрических параметров ступеней быстроходного вала цилиндрического.
1-я ступень под полумуфту:
диаметр ступени ,
где 
– крутящий момент, равный вращающему моменту на валу,
- допускаемое напряжение на кручение, следовательно, 
, округлив до ближайшего стандартного значения, получаем 
;
длина ступени 
, округлив до ближайшего стандартного значения, получаем 
, размер фаски 
, определяемый в зависимости от диаметра 
. Вал конструируем коническим.
2-я ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипник:
диаметр ступени 
, где 
- высота буртика, определяемая в зависимости от ,
, так как ступень под подшипник, то ее диаметр должен соответствовать внутреннему диаметру подшипника, т.е. при делении на 5 должно получиться целое число, следовательно, 
, что соответствует стандартному значению.
Длина ступени 
, округлив до ближайшего стандартного значения, получаем 
, но, как показал предварительный расчет, достаточно вала длиной 
.
|
|
|
3-я ступень под колесо:
диаметр ступени 
, где 
- координата фаски подшипника, определяемая в зависимости от 
,
, округлив до ближайшего стандартного значения, получаем 
, но, как показал предварительный расчет, необходимо выбрать вал с 
.
Длина ступени определится графически на эскизной компоновке.
4-я ступень под подшипник:
диаметр ступени 
,
длина ступени 
, где 
для шариковых подшипников легкой серии с внутренним диаметром 
.
|
|
|
