3. Расчёт Валов
3.1. Выбор материала валов
Для изготовления
вала-шестерни выберем термически
обработанную сталь 40ХН. Для изготовления
вала под колесо выберем термически
обработанную сталь 40Х. Определим ее
характеристики [4, табл. 3.2, с. 50]:
термообработка – улучшение, твердость
–270-300HB
,
,
;
3.2. 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 (циклы напряжений).
Поэтому для компенсации приближенности
этого метода расчета допускаемые
напряжения на кручение применяют
заниженными:
.
При этом большие значения – для
быстроходных валов, меньшие – для
тихоходных.
3.3. Определение геометрических параметров ступеней валов
Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней которого зависят от размеров установленных на вал деталей.
Проектный расчет ставит целью определить ориентировочно геометрические размеры каждой ступени вала: ее диаметр d и длину L.данные расчета занесем в таблицу 3.1.
Р
исунок
2 ─ К определению расстояния между
опорами вала
Табл. 3.1.
Ступень вала и ее параметры d и L |
Вал-шестерня |
Вал-колесо |
||
1-я под элемент открытой передачи или полумуфту |
|
где
Принимаем
|
Принимаем
|
|
|
принимаем
|
|
||
2-я под уплотнение крышки с отверстием и подшипник |
|
округляем
до ближайшего значения диаметра
внутреннего кольца подшипника,
|
|
|
|
|
|
||
3-я под шестерню, колесо |
|
принимаем
|
|
|
|
Определяется графически по эскизной компоновке |
|||
4-я под подшипник |
|
|
||
|
|
|
||
5-я упорная или под резьбу |
|
Не конструируют |
Ступень можно заменить распорной втулкой |
|
|
определяется графически |
|||
─ вращающий момент на валу.
─ под полумуфту
мм
─ под полумуфту
мм
мм
мм
мм
принимаем
мм.
Таблица 3.1
3.4. Предварительный выбор подшипников качения
В соответствии с
табл.7.2 [4, с. 111] определяем тип, серию, и
схему установки подшипников. Для
быстроходного и тихоходного валов
принимаем подшипники шариковые
радиально-упорные типа 36000, легкой серии
с углом контакта
,
схема установки враспор. Из табл. 7.10.3
[2, с. 107] выберем основные параметры
подшипника 36308:
3.5. Проверочный расчет валов
- ведущий вал:
1. Схема ведущего вала
Опорные реакции в вертикальной плоскости (см. рис. 1):
Н
Н
Опорные реакции в горизонтальной плоскости:
Н
Н
Определяем полные поперечные реакции:
Н,
Н.
Определяем изгибающие моменты в характерных точках вала:
в вертикальной плоскости:
а) в сечении под левым подшипником
.
б) в сечении под муфтой
в горизонтальной плоскости:
а) в сечении под левым подшипником
б) в сечении под муфтой
Суммарный изгибающий момент в характерных участках вала:
а) в сечении под левым подшипником
б) в сечении под муфтой
Эквивалентный момент от изгиба и кручения:
а) в сечении под левым подшипником
б) в сечении под муфтой
Определяем расчетные диаметры вала в характерных участках:
а) в сечении под левым подшипником
б) в сечении под муфтой
- ведомый вал
2. Схема ведомого вала.
Опорные реакции в вертикальной плоскости (см. рис. 2):
Н
Н
Опорные реакции в горизонтальной плоскости:
Н
Н
Определяем полные поперечные реакции:
Н
Определяем изгибающие моменты в характерных точках вала:
в вертикальной плоскости:
а) в сечении под правым подшипником
б) в сечении под колесом
в горизонтальной плоскости:
а) в сечении под правым подшипником
б) в сечении под колесом
Суммарный изгибающий момент в характерных участках вала:
а) в сечении под правым подшипником
б) в сечении под колесом
Эквивалентный момент от изгиба и кручения:
а) в сечении под правым подшипником
б) в сечении под колесом
Определяем расчетные диаметры вала в характерных участках:
а) в сечении под правым подшипником
б) в сечении под колесом
