3.5 Проектный расчет и конструирование валов
При
работе вал испытывает сложное нагружение:
деформации кручения и изгиба. Однако
проектный расчет валов проводится из
условия прочности на чистое кручение,
а изгиб вала и концентрация напряжений
учитываются пониженными допускаемыми
напряжениями на кручение, которые
выбираются в интервале [
]=15...20
МПа.
Меньшее значение [
]
принимается для расчета быстроходных
валов, большее - для расчета тихоходных
валов.
Наименьший диаметр выходного участка быстроходного вала dВ1, мм, равен:
Наименьший диаметр выходного участка тихоходного вала dВ2. мм, равен:
где Т2 ,Т3- номинальные вращающие моменты соответственно на входном (быстроходном) и выходном (тихоходном) валах редуктора.
Полученные
расчетные значения диаметров выходных
участков валов
,
округляются до ближайшего большего
стандартного значения из ряда, мм:
20, 21, 22, 24, 25, 26 ,28 ,30 ,32 ,34 ,35 ,36 ,38 ,40 ,42 ,45 ,48
,50 ,52 ,55 ,60 ,63 ,65 ,70, 75 ,80 ,85 ,90 ,95 ,100 ,105 ,110 ,120
,125.
Окончательно выбираем dВ1 = 42 мм, dВ2 =63 мм. Остальные размеры участков валов назначаются из выше приведенного ряда стандартных диаметров в сторону увеличения, исходя из конструкторских соображений
Рисунок 3- Быстроходный вал (вал-шестерня)
Рисунок 4 - Тихоходный (выходной) вал
Для быстроходного вала (рисунок 3):
dУ1= 45 мм - диаметр вала под уплотнение
dП1= 45 мм -диаметр вала под подшипник. Необходимо учитывать, что значение посадочного диаметра подшипника для данного диапазона кратно пяти. Также величина высоты t, мм, перехода диаметра вала по отношению к предыдущему диаметру должна быть больше или равна размеру фаски f, мм, dб1=50 мм - диаметр буртика для упора подшипника. Необходимо обеспечить, чтобы величина диаметра dб1 была больше или равна величине, рассчитанной по формуле: dП1 +2t=45+2•2,5=50 мм .
Df1, d1, da1, b1- размеры шестерни
Для тихоходного вала (рисунок 4):
dy2=65 мм
dП2=65 мм - диаметр вала под уплотнение и подшипник. Необходимо учитывать, что значение посадочного диаметра подшипника для данного диапазона кратно пяти. Также значение высоты t, мм, перехода диаметра вала по отношению к предыдущему диаметру должно быть больше или равно величине размера фаски f, мм,
dк = 75 мм - диаметр под зубчатое колесо. Необходимо обеспечить, чтобы величина диаметра dк была больше или равна величине размера, рассчитанного по формуле dП2+2·t =65+ 2•3,5=72 мм.. Высота перехода t должна быть больше или равна величине радиуса закругления подшипника r, мм,, что обеспечивает надежное осевое размещение подшипника на валу;
dб2 = 82 мм - диаметр буртика для упора колеса. С другой стороны колеса для его надежного осевого крепления на валу при сборке устанавливается распорная втулка. Необходимо, чтобы высота перехода диаметра t была больше или равна размеру фаски f .
Длины участков валов определяются после эскизной компоновки редуктора на миллиметровой бумаге непосредственным измерением линейкой или расчетом размерных цепей.