 |
Разработка конструкции вала
|
|
|
|
Быстроходный вал:
Расчетный диаметр d вр = 
мм.
Рис. 15
Примем d 3 =1,1 · d вр =1,1 · 
= 28,674, что меньше d 
=30 мм следовательно 
= d 
=30 мм. Диаметр 
по Ra 40 
мм. На диаметре d 4 расположена распорная втулка, который определится как 
мм. Диаметр 
выбирается как ближайшее меньше стандартное значение 
, т.е. 
мм. 
мм.
мм. 
мм. Проверка полученного диаметра d 6 на кручения по условию
,
где 
;
тогда 
, условие выполняется.
,
следовательно шестерня нарезается прямо на валу.
Подбор шлица
Выбираем шлиц средней серии 
. lp =45
Проверочный расчет шлица на смятие
Н/мм2,
где 
– средний диаметр;
; z =8 – коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;
– высота зуба.
Промежуточный вал:
Расчетный диаметр d вр = 
мм.
Рис. 16
Примем d 3 =1,1 · d вр =1,1· 
=43,262, что округлим до ближайшего стандартного значения по Ra 40 
мм. 
, следовательно шестерня нарезается прямо на валу. Диаметр 
по Ra 40 
мм. На диаметре d 4 расположена распорная втулка, который определится как 
мм. Диаметр 
выбирается как ближайшее меньшее стандартное значение 
, т.е. 
мм. 
можно принять как 
мм.
Подборка шпонки
По d =45 подбираем шпонку с параметрами b =14, h =9, t =5,5.
lp = l ст -(8…10)=24 мм.
Проверка шпоночного соединения на смятие
Н/мм2.
Тихоходный вал:
Расчетный диаметр d вр = 
мм.
Рис. 15
Примем d 3 =1,1 · d вр =1,1· 
=56,093, что округлим до ближайшего стандартного значения по Ra 40 
мм. Диаметр 
по Ra 40 
мм. На диаметре d 4 расположена распорная втулка, который определится как 
мм. Диаметр выбирается как ближайшее меньшее стандартное значение , т.е. 
мм. 
можно принять как 
мм. 
мм. Выходной диаметр 
мм.
Проверка полученного диаметра d 6 на кручения по условию
|
|
|
,
где 
;
тогда 
, условие выполняется.
Подборка шпонки под колесо
По d =56 подбираем шпонку с параметрами b =16, h =10, t =6.
lp = l ст -(8…10)=36 мм.
Проверка шпоночного соединения на смятие
Н/мм2
Подборка шпонки под муфту
По d =45 подбираем шпонку с параметрами b =14, h =9, t =5,5.
lp = l М -(8…10)=76 мм.
Проверка шпоночного соединения на смятие
Н/мм2
Расчет валов на статическую прочность
;
, где соответственно 
и 
– напряжения изгиба и кручения от действия 
и T. 
; 
, причем 
– осевой момент; 
– полярный момент.
Расчетные параметры занесем в табл. 16.
Таблица 16
| Быстроходный вал | Промежуточный вал | Тихоходный вал | |
| T | 58553 | 255786 | 862983 |
| d | 30 | 45 | 56 |
| 650 | 650 | 650 |
| M и | 123094,191 | 422801,27 | 921625,131 |
| W и | 2650,719 | 8946,176 | 17241,06 |
| W к | 5301,438 | 17892,352 | 34482,121 |
 и
| 46,438 | 47,261 | 53,455 |
 и
| 11,045 | 14,296 | 25,027 |
| экв
| 50,224 | 53,354 | 68,822 |
| 12,942>1,5…1,8 | 12,183>1,5…1,8 | 9,445>1,5…1,8 |
Расчет валов на усталостную прочность
Расчет ведется в опасных сечениях:
,
где 
– коэффициент запаса усталостной прочности по напряжениям изгиба;
– коэффициент запаса усталостной прочности по напряжениям кручения.
, 
– пределы выносливости материала при симметричном цикле изменения напряжений по нормальным и касательным напряжениям 
=380 МПа, 
=230 МПа.
k 
и k – эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении.
kd и kF – масштабны фактор и фактор качества поверхности
, – коэффициенты, характеризующие чувствительность материала вала к асимметрии цикла.
, 
– амплитуда и среднее значение цикла изменения нормальных напряжений изгиба. Для валов 
.
Для быстроходного вала:
Для поперечных сечений валов, ослабленных шпоночными пазами, осевой момент сопротивления изгибу
.
Для промежуточного вала:
Для тихоходного вала:
|
|
|
.
, 
–
амплитуда и среднее значение цикла изменения касательных напряжений от кручений. Для валов 
.
Для быстроходного вала:
Для поперечных сечений валов, ослабленных шпоночными пазами, полярный момент сопротивления изгибу
.
Для промежуточного вала:
Для тихоходного вала:
.
Полученные расчетные значения искомых параметров занесем в табл. 17
Таблицу 17
| Быстроходный вал | Промежуточный вал | Тихоходный вал | |
| T | 58553 | 255786 | 862983 |
| d | 30 | 45 | 56 |
| 650 | 650 | 650 |
|
| 380 | 380 | 380 |
| 230 | 230 | 230 |
| k
| 2,03 | 2,03 | 2,03 |
| k
| 1,64 | 1,64 | 1,64 |
| kd | 0,825 | 0,775 | 0,7 |
| kF | 0,9 | 0,9 | 0,9 |
|
| 0,15 | 0,15 | 0,15 |
|
| 0,05 | 0,05 | 0,05 |
| M и | 123094,191 | 422801,27 | 921625,131 |
| W и | 2650,719 | – | – |
| W инето | – | 7611,295 | 15098,203 |
| W к | 5301,438 | – | – |
| W кнето | – | 16819,68 | 32339,264 |
| 49,833 | 55,549 | 61,042 |
| 0 | 0 | 0 |
| 11,045 | 15,208 | 26,685 |
| 0 | 0 | 0 |
| S
| 2,789 | 2,35 | 1,932 |
S 
| 9,428 | 6,432 | 3,311 |
| S >[ S ] | 2,674>1,5 | 2,207>1,5 | 1,669>1,5 |
Валы удовлетворяют условию на усталостную прочность.
|
|
|
