Предварительный расчёт валов

Валы предназначены для установки на них вращающихся деталей (зубчатых колес, шкивов, звездочек и т.п.) и передачи крутящего момента.

Конструкция валов в основном определяется деталями, которые на них размещаются, расположением и конструкцией подшипниковых узлов, видом уплотнений и технологическими требованиями.

Валы воспринимают напряжения, которые меняются циклично от совместного действия кручения и изгиба. На первоначальном этапе проектирования вала известен только крутящий момент, а изгибающий момент не может быть определен, т.к. неизвестно расстояние между, опорами и действующими силами. Поэтому при проектировочном расчете вала определяется его диаметр по напряжению кручения, а влияние изгиба учитывается понижением допускаемого напряжения кручения.

Диаметр вала определяем по формуле:

(4.1.)

где Т – крутящий момент на рассматриваемом валу, Н×мм,

[t_кр]– пониженные допускаемые напряжения кручения, Н/мм².

Для валов из стали 40Х принимаются:

- выходных концов валов [t_кр]=(15-40)МПа

- промежуточных валов в местах посадки колёс и вала червяка [t_кр]=(10-20)МПа

При этом пои выборе материала валов необходимо учитывать ма­териал зубчатых колес. Для зубчатых колес с более высокой твердостью

необходимо принимать материал с более высокой прочностью. Меньшие значения [t_кр] рекомендуется выбирать для быстроходных валов, большие [t_кр] - для тихоходных.

Полученное значение диаметра должно быть округлено по ГОСТ 8639-69 до ближайшего из ряда диаметров: 10: 10,5: 11: 11,5: 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 42; 48; 50; 52; 55; 60; 63; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 105; 110; 120 и т. д.

Диаметры остальных участков вала назначают по конструктив­ным соображениям с учетом удобства посадки на вал подшипников ка­чения, зубчатых колес и т.д. и необходимости фиксации этих дета­лей на валу в осевом направлении.

Обычно применяется ступенчатая конструкции валов, которая обеспечивает удобство сборки и разборки, а также простоту фикса­ции детали от осевого перемещения.

1) Рассчитаем первый вал-шестерню:

d=(12550/(0.2·25))⅓=13,6 мм

округляем до d=14мм;

d₁=d=14мм, - по расчёту;

d₂=d₁+6=20 мм, - под уплотнение с учётом стандартов на них;

d₃=d₂+5=25 мм, - под внутреннее кольцо подшипника с учётом стандартного значения;

d₄=d₃+5=30 мм, - под зубчатое колесо;

d₅=d₄+6=36 мм, - диаметр буртика для удержания колеса.

Выбираем подшипники шариковые радиально-упорные (ГОСТ 831-75) лёгкой серии, тип 16000,36205:

d= 25 мм

D= 52 мм

B= 15 мм

С= 16,7кН

С₀= 9,1кН

2) Рассчитаем второй вал:

d=(48220/(0.2·25))⅓=19 мм

округляем до d=19 мм

d₁=d=19 мм;

d₂=d₁+5=24 мм;

d₃=d₂+6=30 мм;

d₄=d₃+6=36 мм;

d_{5 =} d₄ +6=42 мм.

Выбираем подшипники шариковые радиально-упорные (ГОСТ 831-75) лёгкой серии, тип 16000, 36206:

d= 30 мм

D= 62 мм

B= 15 мм

С= 22 кН

С₀= 12 кН

Дата добавления: 2015-07-08