3. Проектний розрахунок валів.

Дані для розрахунку:

М1= 260 Нм – обертальний момент швидкохідного валу;

М2= 1014 Нм – обертальний момент тихохідного валу.

3.1 Швидкохідний вал

Для швидкохідного валу приймаємо сталь 35ХМ (так як вал виготовляється разом з шестернею), для якої = 920 МПа; = 750 МПа (див 2.2).

Термообробка – поліпшення

Допустимі напруження на кручення = 25 МПа [1, с. 161]

, мм (3.1)

Приймаємо 36 мм з ГОСТ 6636-69 [3, с. 12]

Діаметр вала під підшипником

d_п1 = d_в1 + (4...5мм) = 36+(4...5) = 40...41 мм

Приймаємо d_{п1 =} 40мм

Орієнтовно номер підшипника № 208 ГОСТ 8338-75. [1, с. 392]

Довжина ділянок вала будуть вибрані з ескізної компоновки.

Рисунок 3.1 – Ескіз вал-шестерні.

3.2 Тихохідний вал

Для тихохідного валу приймаємо сталь 45, для якої = 780 МПа; = 540 МПа. Термообробка поліпшення [3, с. 170]

Допустимі напруження на кручення = 20 МПа [1, с. 161]

Діаметр вихідного кінця вала [1, с. 161]

, мм

dв2 = 63,2 мм

Приймаємо dв2 = 63 мм з ГОСТ 6636-69 [3, с. 12]

Діаметр вала під підшипником та манжетою [2, с. 312]

dП2 = dв2 + (4...10), мм

dП2 = 63 + (4...10) = 67...73 мм

Діаметр вала під зубчастим колесом [2, с. 312]

dk2 = dП2 + 5 = 75 мм

Діаметр бурта [2, с. 312]

dб = dk2 + 5 = 80 мм

Орієнтовно номер підшипника № 215 ГОСТ 8338-75. [1, с. 392]

Малюнок 3.2 – Ескіз тихохідного вала

3.2. Вибір та перевірка муфти

Для з’єднання швидкохідного вала з валом двигуна або тихохідного вала з валом машини приймаємо муфту пружну втулково-пальцеву (МПВП). За діаметром вала d_в2 = 63 мм та М₂ = 1014 Нм з ГОСТ 21424-75 вибираємо МПВП 2000 - 63I2, у якої допустимий обертовий момент [М] = 2000 Нм; діаметр вала d = 63 мм, тип І (циліндричний кінець вала) виконання 2 (короткий кінець вала) довжина півмуфти l_п = 105 мм [1, с. 278]

Перевірка МПВП за обертовим моментом [1, с. 268]

М_р = k М_ном ≤ [M] (3.2)

де k – коефіцієнт, який враховує умови експлуатації привода [1, с. 272]

М_ном = М₂ – номінальний обертовий момент.

[M] – допустимий обертовий момент.

М_р = 1,3 ^. 1014 = 1318,2 Нм

М_р = 1318,2 < 2000Нм – умова виконується.

4. Конструктивні розміри зубчастого колеса.

Дані для розрахунку:

d_k2 = 75 мм – діаметр вала під колесом;

Метод виготовлення заготовки для колеса – ковка.

4.1 Розміри ободу [2, с. 161]

Діаметр d_а2 = 262,01 мм;

ширина ободу b2 = 67 мм;

товщина S = 2,2m + 0,05b2, мм (4.1)

S = 2,2 ^. 2,5 + 0,05 ^. 67 = 8,85 мм

Приймемо S = 8 мм (але не менше ніж 8 мм)

Внутрішній діаметр ободу

D₀ = d_f2 – 2S, мм

D₀ = 250,76 - 2^. 8 = 234,76 мм

Приймаємо D₀ = 234 мм.

4.2 Розміри маточини [2, с. 161]

Внутрішній діаметр d = d_k2 = 75 мм;

зовнішній діаметр d_cm = 1,6 d_k2, мм (4.2)

d_cm = 1,6 ^. 75 = 120 мм

Приймаємо d_cm = 120 мм

Довжина l_cm = 1,2 d_k2, (4.3)

l_cm = 1,2 ^. 75 = 90 мм

Приймаємо l_cm = 90 мм.

4.3 Розміри диску [1, с. 233]

Товщина С = 0,3 b₂, мм (4.4)

С = 0,3 ^. 67 = 20,1 мм

Приймаємо С = 20 мм [3, с. 12]

4.4 Розміри фасок [2, с. 160]

фаска вінця

f_I = (0,6… 0,7) m, мм (4.5)

f_I = (0,6… 0,7) ^. 2,5 = 1,5…1,75 мм

Приймаємо f_I = 2,0 мм

фаска маточини

f_II = f_III = 2,0 мм [2, табл. 10.8, с. 160]

радіус закруглень

R = 6 мм.

Рисунок 4.1 – Ескіз зубчастого колеса.