3.2 Проектный расчет быстроходного вала
При передаточном числе зубчатой передачи больше 2,5 быстроходный вал выполняют в виде вал – шестерни.
1) Определим диаметр хвостовика. Поскольку ведущий вал через муфту напрямую соединяется с двигателем, примем диаметр хвостовика равным валу двигателя.
Длина l1 = 60 мм по ГОСТ 12080-66.
2) Диаметр участка 2 примем d2 = d1 + 5 = 25+ 5 = 30 мм, этот участок вала предназначен для взаимодействия с уплотнением.
l2=L2-B+Lk+ y = 45 мм
3) Диаметр участка 3 предназначен для установки подшипника.
d3 = 35 мм.
В соответствии с этим диаметром выбираем подшипник 209 ГОСТ 8338-75.
l3 = 25мм,
4) Диаметр участка 4 равен диаметру участка 6 d4 = d6 = dзп =45мм.
Длины участков определяем из условия примерного совпадения внутренних границ подшипников быстроходного и тихоходного валов, расположенных по одну сторону от зубчатой передачи: l4 = l6 = 20 мм.
5) Участок 5- это участок , на котором будет находится шестерня. Длина этого участка равна ширине зубчатого венцаl5=55
6) d7=d3=35 мм, l7 = 25 мм
\
Рисунок 3. Быстроходный вал
Полученные данные занесем в таблицу:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=21мм
3.3. Подбор и расчет шпонок.
Для соединения вала с деталями применим призматические шпонки. Длину шпонки назначим из стандартного ряда.
Размеры шпонки в поперечном сечении, а также размеры шпоночных пазов на валу и в ступице определяется диаметром вала ГОСТ 23360-78.
Расчет выполняется как проверочный на смятие по формуле :
-
крутящий момент на участке вала со
шпоночным пазом, Нм
h – высотка шпонки
-
глубина паза на валу
-
рабочая длина шпонки, для шпонок со
скругленными концами
-
длина шпонки
b- ширина шпонки
-
допускаемое напряжение смятия для
стальных ступиц при не реверсивном
приводе.
Расчет шпонок быстроходного вала при d=25 мм
Размеры шпонки ,мм |
,мм |
,Нм |
|
|||
b |
h |
|
|
|||
8 |
7 |
62 |
54 |
4 |
33,51 |
16,54 |
,МПа
Расчет шпонок тихоходного вала при d=35 мм
Размеры шпонки, мм |
,мм |
,Нм |
,МПа |
|||
b |
h |
|
|
|||
10 |
8 |
80 |
70 |
5 |
128,4 |
34,93 |
Расчет шпонок тихоходного вала при d=50 мм
Размеры шпонки, мм |
,мм |
,Нм |
,МПа |
|||
b |
h |
|
|
|||
14 |
9 |
50 |
36 |
5,5 |
128,4 |
40,76 |
Во всех трех случаях
.
Шпонки проверены на смятие.