3. Расчет и проектирование валов

3.1.Ориентировочный расчет вала

Тихоходный вал

Расчет выполняется на кручение по пониженным допускаемым напряжениям [ _k]= 12…25 МПа. Ориентировочно определим диаметр вала в опасном сечении, мм

d= = мм

где Т – крутящий момент в опасном сечении вала, T= 382.74Нм

Полученное значение округлим до ближайшего числа из ряда на с.5 [2]: d= 45мм. Т.к. выходной конец на 5мм меньше.

Длина хвостовика выбирается из диапазона l=(1.5…2)×d =(67.5…90) и также округляют по ряду на с.86[1], примем

= 70 мм.

Участок вала с номером 1 предназначен для шпоночного соединения.

= 45 мм.

Участок вала с номером 2 предназначен для взаимодействия с уплотнением:

= +5 = 45 + 5 = 50 мм.

Участок с номером 3 и 6 предназначен для установки подшипника:

= +10 = 45 +10 = 55 мм.

= +10 = 45 +10 = 55 мм.

Участок с номером 4 предназначен для установки зубчатого колеса:

= d₃ +5 = 60 мм.

Участок 5 являются буртиками для осевой фиксации соответственно зубчатого колеса и подшипника:

= +15 = 75 мм.

B – ширина подшипника тихоходного вала;

d-диаметр заплечика подшипника, определяется по диаметру d из табл.5[2].

Выберем пару подшипников для тихоходного вала легкой серии,

обозначение – 211; В = 21 мм ; d = 55 мм, D = 100 мм (D – наружный диаметр).

=70 мм .

= 50 мм.

= 48 мм,

=70 мм.

= 7 мм

= 41 мм

Размеры участков тихоходного вала

№ участка	Диаметр, мм	Длина, мм
1	45	70
2	50	50
3	55	48
4	60	70
5	75	7
6	55	41

Быстроходный вал

Быстроходный вал имеет также ступенчатую форму и состоит из семи участков.

Диаметр хвостовика вала ориентировочно определяют из расчета вала на кручение по пониженным допускаемым напряжениям^

d= = = 28.18мм,

Полученное значение округлим до ближайшего числа из ряда на с.86[1]: d=28 мм.

Выберем пару подшипников для ,быстроходного вала средней серии,

обозначение – 308; В = 23 мм ; d = 40 мм, D = 90 мм (D – наружный диаметр).

Размеры участков быстроходного вала

№ участка	Диаметр, мм	Длина, мм
1	30	48
2	35	52
3	40	39
4	47	11
6	47	11
7	40	39

5ый участок уже дан. Длина 3 и 4 участков зависит от наличия мазе удерживающих колец. Они у нас есть, поэтому =0.6× +15 и =Δx-15.

3.2. Определение опорных реакций

Быстроходный вал

[см. Приложение 1.]

Усилие от муфты:

= (50…125)× = 88× = 0.93 кН

Горизонтальная плоскость:

R_{2Г =}

R_1Г= R_2Г =1.36 - 0.85 = 0.51

Вертикальная плоскость:

R_1В =F_t + F_к -R_2В= 3.66+0.93-3.25 = 1.33кН

R_2В = кН

Радиальные опорные реакции:

R₁ = =

R₂ = = _{= 3.36 кН}

Моменты и силы в опасном сечении

Суммарный изгибающий момент в опасном сечении

M = = = 16.6 кНм

где M_Г - изгибающий момент в горизонтальной плоскости, M_Г =0 кНм;

M_B - изгибающий момент в вертикальной плоскости M_B = 16.6 Нм.

Тип концентратора – шпоночный паз.

Тихоходный вал

Определение опорных реакций для тихоходного вала.

Горизонтальная плоскость

R_2Г = = = 0.05кН

R_1Г= R_2Г=1.36 – 0.05 = 1.31 кН

Вертикальная плоскость

R_{2В = =} 0.21 кН

R_1В + - R_2В=3.66+2.46 - 0.21 = 5.91 кН

Радиальные опорные реакции:

R₁ = = = 6.05 кН

R₂ = = = 0.22 кН

Моменты и силы в опасном сечении

Суммарный изгибающий момент в опасном сечении

M = = = 74.83 кНм

где M_Г - изгибающий момент в горизонтальной плоскости, M_Г =0 кНм;

M_B - изгибающий момент в вертикальной плоскости M_B = 74.83 Нм.

Тип концентратора – шпоночный паз.