- •120100 - Технология машиностроения
- •120700 - Машины и технология высокоэффективных
- •150200 - Автомобили и автомобильное хозяйство Вологда 1998
- •Введение
- •1. Проектный (ориентировочный) расчет и конструирование валов
- •1.1. Быстроходный вал
- •Конструктивные размеры вала, мм
- •Конструктивные размеры конических концевых участков, мм
- •Диаметры фрез, мм
- •1.2. Промежуточный вал
- •1.3. Тихоходный вал
- •2. Расчет вала на выносливость
- •2.1. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов
- •2.2. Определение напряжений изгиба и кручения
- •2.3. Проверочный расчет на выносливость.
- •Механические характеристики сталей
- •Эффективные коэффициенты концентрации напряжений
- •Эффективные коэффициенты концентрации напряжений
- •Эффективные коэффициенты концентрации напряжений
- •Масштабный фактор Kd
- •3. Расчет вала на выносливость с использованием эвм
- •3.1 Подготовка исходных данных
- •Исходные данные для расчета вала на выносливость
- •3.2. Ввод исходных данных на эвм
- •3.3. Результаты расчета на эвм
- •Список использованных источников
- •Содержание
Конструктивные размеры вала, мм
d |
17...22 |
24...30 |
32...38 |
40...44 |
45...50 |
52...58 |
60...65 |
67...75 |
80...85 |
90...95 |
|||
tцил tкон fп fk |
3,0 1,5 1,5 1 |
3,5 1,8 2,0 1 |
3,5 2,0 2,5 1,2 |
3,5 2,3 2,5 1,2 |
4,0 2,3 3,0 1,6 |
4,5 2,5 3,0 2,0 |
4,6 2,7 3,5 2,0 |
5,1 2,7 3,5 2,5 |
5,6 2,7 4,0 2,5 |
5,6 2,9 4,0 3,0 |
|||
c |
1,0 |
1,6 |
2,0 |
2,5 |
|||||||||
Полученное значение диаметра округляют в большую сторону до ближайшего стандартного размера подшипника.
Конические концы валов (рис. 1.2) изготовляют с конусностью 1:10 двух исполнений: с наружной и внутренней резьбой.
tкон
fп
dп
d2
d1 dп dбп
dср d
0,5 l l1
l 0,15 d l2 d
Рис. 1.2
Диаметр вала под подшипник определяют из условия установки подшипника на вал без выемки шпонки по формуле:
dп dср+2t2+1 мм, где dср=d-0,05l.
Длина l концевых участков стандартизована и принимается по ГОСТ 12080-66 (цилиндрические концы) и ГОСТ 12081-72 (конические концы), а t2 принимают по табл. 1.2.
Таблица 1.2
Конструктивные размеры конических концевых участков, мм
d |
b |
h |
t1 |
t2 |
d1 |
d2 |
l1 |
l2 |
20 22 |
4 |
4 |
2,5 |
1,8 |
М121,25 |
М6 |
6,5 |
8,8
|
25 28 |
5 |
5 |
3,0 |
2,3 |
M161,5 |
M8 |
9,0 |
10,7 |
32 36 |
6 |
6 |
3,5 |
2,8 |
M201,5 |
M10 M12 |
11,0 14,0 |
13,0 16,3 |
40 45 |
10 12 |
8 8 |
5,0 5,0 |
3,3 3,3 |
M242 M302 |
M12 M16 |
14,0 21,0 |
16,3 23,5 |
50 56 |
12 14 |
8 9 |
5 5,5 |
3,3 3,8 |
M363 |
M16 M20 |
21,0 23,5 |
23,5 26,5 |
63 71 |
16 18 |
10 11 |
6,0 7,0 |
4,3 4,4 |
M423 M483 |
M20 M24 |
23,5 26 |
26,5 29,3 |
80 90 |
20 22 |
12 14 |
7,5 9 |
4,9 5,4 |
M564 M644 |
M30 |
32 |
35,9 |
Примечание: b-ширина шпонки; h-высота шпонки; t1-глубина шпоночного паза на валу.
Преимущественное распространение приобретает коническая форма консольного участка вала, обеспечивающая точное и надежное соединение, возможность легкого монтажа устанавливаемых деталей.
Диаметр среднего участка вала чаще всего определяется размером dбп, величину которого находят из условия надежного контакта заплечиков вала и внутреннего кольца подшипника (рис.1.3). На среднем участке вала нарезают зубья шестерни цилиндрической зубчатой передачи (рис.1.3 а) и витки червяка (рис.1.3 б). Диаметр dбп тела червяка для повышения жесткости целесообразно увеличивать, для обеспечения выхода инструмента его следует делать немного меньше диаметра впадин витков df1.
Диаметр среднего участка определяется по формуле dбп=dп+3f, где f-фаска внутреннего кольца подшипника (см. табл.1.1). Если диаметр впадин зубьев шестерни оказывается меньше диаметра dбп, тогда конструкцию валa выполняют, предусматривая участки выхода фрезы, нарезающей зубья, по одному из вариантов, показанных на рис.1.4. Конструкция концевых участков вала на рис.1.4 условно не показана.
а) dа1
dп dбп df1 dбп dп
df1 dа1
б) dбп dбп
dп dп
Рис. 1.3
а)
Dф
Dф dа1
df1 lвых dбп
d
б) Dф
Dф lвых dа1 dбп dп d
в) Dф
Dф lвых
dа1 dп d
dбп
Рис. 1.4
Диаметр Dф фрезы в зависимости от модуля m принимают по табл. 1.3. Длину участка lвых выхода фрезы определяют графически.
Таблица 1.3
