4Предварительный расчёт валов

Предварительный расчёт валов проведём на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

Диаметр вала при допускаемом напряжении [_к] = 15 МПа вычисляем по формуле 8.16[1]:

d_в  (5.1)

4.1Ведущий вал (Быстроходный вал).

Рис. 6. 1-й вал привода.

d_в  = 13 мм.

Под 1-й элемент (ведомый) выбираем диаметр вала: d₁ = 15 мм.

Под 2-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: d₂ = 20 мм.

Под 3-й элемент (ведущий) выбираем диаметр вала: d₃ = 25 мм.

Под 4-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: d₄ = 20 мм.

4.2Выходной вал.

Рис. 7. 2-й вал привода.

d_в  = 24 мм.

Под 1-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: d₁ = 25 мм.

Под 2-й элемент (ведомый) выбираем диаметр вала: d₂ = 30 мм.

Под 3-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: d₃ = 25 мм.

Под свободный (присоединительный) конец вала выбираем диаметр вала: d₄ = 20 мм.

Диаметры участков валов назначаем исходя из конструктивных соображений.

Таблица 7. Диаметры валов, мм.

Валы	Расчетный диаметр	Диаметры валов по сечениям
		1-е сечение	2-е сечение	3-е сечение	4-е сечение
Ведущий вал.	11	Под 1-м элементом (ведомым) диаметр вала: 15	Под 2-м элементом (подшипником) диаметр вала: 20	Под 3-м элементом (ведущим) диаметр вала: 25	Под 4-м элементом (подшипником) диаметр вала: 20
Выходной вал.	19	Под 1-м элементом (подшипником) диаметр вала: 25	Под 2-м элементом (ведомым) диаметр вала: 30	Под 3-м элементом (подшипником) диаметр вала: 25	Под свободным (присоединительным) концом вала: 20

Таблица 8. Длины участков валов, мм.

Валы	Длины участков валов между
	1-м и 2-м сечениями	2-м и 3-м сечениями	3-м и 4-м сечениями
Ведущий вал.	71	60	60
Выходной вал.	60	60	130

5Конструктивные размеры шестерен и колёс

5.1Цилиндрическая шестерня 2-й передачи

Диаметр ступицы:

d_ступ = (1,5...1,8) · d_вала (6.15)

d_ступ = (1,5...1,8) · 15 =22,5...27 мм. Принимаем d_ступ = 25 мм.

Длина ступицы:

L_ступ = (0,8...1,5) · d_вала (6.16)

L_ступ = (0,8...1,5) · 15= 12...22,5 мм. Длину ступицы, исходя из конструктивных соображений, принимаем равной ширине зубчатого венца: L_ступ = b₁ = 35 мм.

Фаска:

n = 0,5 · m_n = 0,5 · 1,5 = 0,75 мм (6.17)

5.2Цилиндрическое колесо 2-й передачи

Диаметр ступицы:

d_ступ = (1,5...1,8) · d_вала (6.18)

d_ступ = (1,5...1,8) · 55 = 82,5...99 мм. Принимаем d_ступ = 82 мм.

Длина ступицы:

L_ступ = (0,8...1,5) · d_вала (6.19)

L_ступ = (0,8...1,5) · 55 = 44...82,5 мм. Длину ступицы, исходя из конструктивных соображений, принимаем равной ширине зубчатого венца: L_ступ = b₄ = 42 мм.

Толщина обода:

_о = (2,5...4) · m_n (6.20)

_о = (2,5...4) · 1,5 =3,75...6 мм,

здесь: m_n = 1,5 мм - модуль нормальный. Так как толщина обода должна быть не менее 8 мм, то принимаем: _о = 8 мм.

Толщина диска:

С = (0,2...0,3) · b₄ (6.21)

C = (0,2...0,3) · 42 = 8,4...12,6мм, здесь b₄ = 42 мм - ширина зубчатого венца.

Принимаем: С = 10 мм.

Толщина рёбер: s = 0,8 · C = 0,8 · 10 = 8 мм (6.22)

Внутренний диаметр обода:

D_обода = D_a4 - 2 · (2 · m_n + _o) (6.23)

D_обода = 211,5 - 2 · (2 · 1,5 + 8) = 189 мм190 мм.

Диаметр центровой окружности:

D_{C отв.} = 0,5 · (D_oбода + d_ступ.) = 0,5 · (190 + 82) = 136 мм. (6.24)

Диаметр отверстий:

D_отв. = = = 27 мм (6.25)

Фаска:

n = 0,5 · m_n = 0,5 · 1,5= 0,75 мм (6.26)