Проектный расчет валов

Вычислительная часть курсового проектирования обычно начина­ется с кинематического и силового (энергетического) расчетов механического привода. При этом определяют требуемую мощность силового механизма и выбирают электродвигатель, вычисляют пере­даточное отношение привода и производят его разбивку между пере­дачами, входящими в состав привода, или по ступеням редуктора, рассчитывают частоты вращения валов и вращающие моменты, передаваемые ими. (Здесь и далее не приводятся описания методик рас­чета и расчетные формулы, так как они излагаются на лекциях и практических занятиях). Затем приступают к проектному (ориентировочному) расчету ва­лов.

При работе вал, как правило, испытывает сложное напряжён­ное состояние, определяемое действием вращающего и изгибающего моментов, растягивающих или сжимающих сил. При проектном расче­те известен только вращающий момент, поэтому минимальный диаметр вала определяют из расчета на кручение по пониженным допускаемым касательным напряжениям. Наличие ступеней на валу и их количест­во устанавливается при разработке технического предложения. Ми­нимальное значение диаметра вала, как правило, соответствует ди­аметру его хвостовика, то есть той концевой части вала, которая предназначена для подключения к редуктору других устройств.

В механическом приводе редуктор соединяется с электродвигате­лем и исполнительным органом посредством стандартных муфт, боль­шинство из которых имеют строго определенные диаметры посадочных поверхностей на вал. Поэтому диаметр хвостовика необходимо сог­ласовать с посадочным размером муфты (следовательно, выбор муфты должен производиться параллельно). Диаметры остальных участков валов назначают, руководствуясь следующими правилами. Если заплечик вала используется для фиксации детали на валу от перемеще­ния в осевом направлении, то разность диаметров должна обеспечивать контакт детали с заплечиком по кольцевой плоской поверх­ности. Для этого высота эаплечика должна быть больше размера фаски или радиуса закругления детали, а размер галтели вала наоборот - меньше. В учебных пособиях [3, 7] для некоторых деталей даются рекомендуемые соотношения для вычисления высоты заплечика или разности диаметров, обеспечивающие не только тре­буемый контакт, но и удобство демонтажа деталей с вала. Если заплечик вала не является упорным, разность диаметров следует назначать минимальной с целью уменьшения концентрации напряже­ний. В некоторых случаях ступенчатость вала достигается путем назна­чения различных полей допусков при одном и том же номинальном диаметре. Назначаемый диаметр вала должен согласовываться с диа­метром отверстия сопрягаемой детали (уплотнения, подшипника, закрепительной гайки), если только размеры сопрягаемой детали не принимают по диаметру вала.

Размеры фасок, скосов, радиусов закруглений, проточек прини­маются в зависимости от диаметра вала [3, 7]. Длина различных участков вала определяется конструктивно при выполнении эскизно­го чертежа редуктора (смотри ниже). Для хвостовика длина может быть принята по стандарту ГОСТ 12080, или ГОСТ 12081, рав­ной длине посадочной поверхности муфты, или из расчета на прочность шпоночных соединений.

Дата добавления: 2015-08-18