5. Розрахунок валів

Розраховуємо спочатку діаметри вихідних кінців валу за орієнтовним розрахунком

(мм),

де – крутний момент на відповідному (і-тому валі), Нмм; – допустиме напруження на кручення. Для валів, виготовлених зі сталей 35, 45, приймається в межах 30… 40 МПа.

Інші розміри валів приймаються конструктивно.

Після визначення всіх розмірів валів проводяться перевірні розрахунки на статичну міцність та на втому з визначенням коефіцієнтів запасу міцності для небезпечних перерізів.

Для підвищення жорсткості і зниження виробничих затрат черв’як виготовляється разом з валом. Орієнтовно приймаємо, що відстань між центрами підшипників вала-черв’яка дорівнює найбільшому діаметрові черв’ячного колеса 60 мм.

5.1. Розрахунок вала-черв’яка

(мм),

Відповідно до ряду R40 приймаємо діаметр вихідного кінця вала 7 мм; діаметр вала під підшипники – 7 мм; діаметр вала-черв’яка – 7 мм.

5.2. Розрахунок швидкохідного валу

(мм),

Приймаємо діаметр вала під підшипники 8 мм; діаметр маточини черв’ячного колеса і вала під шестерню – 12 мм; діаметр опорного бурта – 14 мм.

5.3. Розрахунок тихохідного валу

(мм),

Приймаємо діаметр вихідного кінця вала 10 мм; діаметр вала під підшипники – 12 мм; діаметр вала під маточину зубчастого колеса 15 мм; діаметр опорного бурта – 20 мм.

Довжина маточини зубчастого колеса мм. Діаметр маточини мм.

6. Розрахунок муфти граничного моменту

Муфта конструктивно виконується в вигляді двох дисків, один з яких нерухомо зафіксований на валі приймального пристрою, а другий – рухомий. На рухомий диск постійно діє в осьовому напрямку пружина, за допомогою якої обидва диски притискаються один до другого.

Розміри і конусної муфти задаються конструктивно в залежності від розмірів черв’ячного колеса. Приймаємо = 30 мм, = 20 мм, =34 мм.

Необхідний граничний момент проковзування муфти визначається з співвідношення

,

де - момент муфти, Нмм;

- момент, що передається дисковою півмуфтою, Нмм;

- момент, який передається конусною півмуфтою, Нмм;

- коефіцієнт запасу зчеплення, = 1,2 - 1,5. Приймаємо = 1.5.

Формула для визначення необхідного зусилля притиску півмуфт

=

= = ,

де - коефіцієнт тертя для матеріалів поверхонь муфти, які знаходяться в контакті;

- кут конуса конічної півмуфти. Щоб уникнути самозаклинювання необхідно приймати в межах 8 - 15 градусів. Приймаємо = 8.

Довжина твірної конуса “ ” визначається з умови допустимого питомого тиску [ ]:

(мм),

де [ ] - допустимий питомий тиск.

Величини коефіцієнту тертя та допустимого питомого тиску [ ] вибираємо з таблиці 2 [3]: =0.15 (матеріал сталь-сталь без змащування), [ ] = 0.4 МПа.

Перевірка величини дійсного питомого тиску дискової півмуфти виконується за формулою

,

= =0.75 (МПа). < 0.8 МПа.

7. Розрахунок пружини муфти граничного моменту

Розрахунок пружини проводиться за максимальним зусиллям притиску півмуфт і величиною ходу . Величина ходу приймається в межах 515 мм. Приймаємо граничне зусилля пружини F=1,3Q = 1.3329,36= 428,16 (Н).

Діаметр дроту пружини

(мм),

Приймаємо = 3 мм. D = 83 =24 мм.

Кількість робочих витків пружини визначається

,

де - модуль пружності зсуву, для сталі = 810⁴ МПа;

величина ходу  = 10 мм.

Повна кількість витків

= 5.

Крок пружини

t=2DtgL=2*24*tg8=6,7(мм)

Висота пружини, стиснутої до стану дотикання витків

, (мм).

Висота пружини у вільному стані

, (мм).

Довжина дроту для виготовлення пружини

, (мм).

- кут підйому пружини у вільному стані (6 - 8 град.) Приймаємо 8.