2.4 Расчет валов на прочность

2.4.1 Ведущий вал для закрепления червяка (шестерни)

2.4.1.1 Определим минимально допустимый диаметр d вала, исходя из расчета на кручение по формуле:

,мм,

где Т - вращающий момент на расчетном валу, Н · м; [τ_K] — допускаемое напряжение при кручении. [τ_K] = 20 МПа.

После подстановки значений параметров получим:

d =

2.4.1.2 Принимаем значения характерных диаметров вала:

- выходной участок - мм;

- шейка для установки уплотнения, изолирующего подшипник от внешней среды - мм;

- шейки для крепления вала в подшипниках – мм;

- шейка для закрепления червяка (шестерни) – мм;

- распорный буртик для осевой фиксации червяка (шестерни) – мм.

Рис 2.2 Схема ведущего вала

2.4.2 Ведомый вал для закрепления червячного (зубчатого) колеса

2.4.2.1 Определим минимально допустимый диаметр d вала:

2.4.2.2 Принимаем значения характерных диаметров вала:

- выходной участок - мм;

- шейка для установки уплотнения, изолирующего подшипник от внешней среды - мм;

- шейки для крепления вала в подшипниках – мм;

- шейка для закрепления червячного (зубчатого) колеса – мм;

- распорный буртик для осевой фиксации червячного (зубчатого) колеса – мм.

Рис 2.3 Схема ведомого вала

2.5 Расчет конструктивных параметров червячной передачи

2.5.1 Исходные данные

- расчетный диаметр вала для закрепления червяка =

- расчетный диаметр вала для закрепления червячного колеса d_вк =

- диаметр окружности выступов червяка

- диаметр окружности выступов червячного колеса

- диаметр окружности впадин червяка

- модуль зацепления m =

- межосевое расстояние а_w =

- число заходов нарезки червяка z₁ =

2.5.2 Определение конструктивных параметров.

Ширина обода червячного колеса:

мм.

Длина нарезанной части червяка:

=

Определим конструктивное исполнение червяка. Червяк может быть изготовлен автономно или заодно с валом.

Принимаем решение о конструктивном исполнении червяка.

Проверим выполнение условия:

< 2 d_вч.

Так как это условие выполняется:…………………………………., червяк выполняем заодно с валом (Рис 2.8).

Рис 2.8 Конструктивное исполнение червяка,

изготовленного совместно с валом

Так как это условие не выполняется:…………………………………., червяк выполняем автономно (Рис 2.9).

Рис 2.9 Конструктивное исполнение червяка, изготовленного автономно

Определим конструктивное исполнение червячного колеса.

В нашем случае межосевое расстояние меньше 80мм (а_w < 80мм). При этих условиях венец червячного колеса изготавливаем заодно с диском и ступицей из материала, рекомендованного для венца.

В нашем случае межосевое расстояние находится в интервале значений:

а_w = 80…150мм. Червячное колесо выполняется в виде сборочного соединения венца и диска по посадке. Толщина диска равна ширине венца, отверстия в диске отсутствуют (рис 2.10).

Рис 2.10 Конструктивное исполнение червячного колеса

В нашем случае межосевое расстояние находится в интервале значений: а_w = 150…200мм. Червячное колесо выполняется в виде сборочного соединения венца и диска по посадке. Толщина диска меньше ширины венца, имеются отверстия в диске (рис 2.11).

Рис 2.11 Конструктивное исполнение червячного колеса

В нашем случае межосевое расстояние находится в интервале значений:

а_w = 200…600мм. Венец червячного колеса смонтирован с диском посредством болтового соединения. Толщина диска меньше ширины венца, имеются отверстия в диске (рис 2.12).

Рис 2.12 Конструктивное исполнение червячного колеса

Определим наибольший диаметр червячного колеса по формуле:

, мм.

После подстановки числовых значений получим:

=

Определим диаметр ступицы червячного колеса:

d_ст = (1,7÷1,9) · d_вк = мм.

Параметр d_ст округляем до ближайшего целого значения: d_ст =

Определим длину ступицы червячного колеса:

ℓ_ст = (1,4 ÷1,8) ) · d_вк = мм.

Параметр ℓ_ст округляем до ближайшего целого значения: ℓ_ст =