8.4. Попередній розрахунок діаметра валу

Матеріали валів і осей повинні бути міцними, добре оброблятися і мати високий модуль пружності. Вали й осі виготовляють переважно з вуглецевих і легованих сталей. Для валів і осей без термообробки застосовують сталі Ст5, Ст6; для валів з термообробкою - сталі 45, 40Х.

Обираємо матеріал для валу – сталь 40Х.

При відсутності надійних емпіричних залежностей і відносно невеликому впливі згину слід користуватися умовним розрахунком на кручення.

Цю форму розрахунку вибирають тому, що ще не визначені розміри валу по довжині і не можуть бути обчислені згинальні моменти.

Умова міцності на кручення:

. (8.11)

Отже:

(8.12)

мм,

де – крутний момент, Н м;

– потужність, кВт;

– частота обертання, об/хв;

– діаметр валу, мм;

– умовні допустимі напруження при крученні, МПа;

– коефіцієнт, .

Оскільки в розрахунку не враховується згин, то значення вибирають зниженими. Часто беруть МПа, тоді .

Отриманий діаметр валу округлюють до найближчого стандартного значення з ряду нормальних лінійних розмірів, мм: 25, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 53, 56, 60, 63, 67, 71, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 120, 125, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200. А діаметр валу у місцях встановлення підшипників останню цифру діаметра валу округлюють до 0 або 5 мм: 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100 і т.д.

Отже приймаємо: мм

7.5. Попередній розрахунок відкритої зубчатої передачі

Модуль є основною характеристикою розмірів зубів. Для пари зачіпляються коліс модуль повинен бути однаковим.

Для забезпечення взаємозамінності зубчастих коліс та уніфікації зуборізного інструменту значення m регламентовані стандартом.

Задаємося значенням модуля для зубчатого зачеплення [табл. 8.7]:

Таблиця 8.7 - Вибір модуля зубів

Ряди	Модулі, мм
1	1.0	1.25	1.5	2.0	2.5	3.0	4.0	5.0
2	1.125	1.375	1.75	2.25	2.75	3.5	4.5	5.5
1	6.0	8.0	10.0	12.0	16.0	20.0	25.0	-
2	7.0	9.0	11.0	14.0	18.0	22.0	28.0	-

Зауваження: 1. Наведені значення модулів розповсюджуються на циліндричні та конічні зубчаті колеса.

2. При виборі модуля першому ряду треба надавати перевагу перед другим.

Мінімальне число зубів шестерень зазвичай обмежується умовою не підрізання зубів в основі зуба. Для некоригованих передач , для коригованих і менше. Переважно числа зубів вибирають з кінематичних умов [6].

Чим більше пар зубів знаходиться в зачепленні тим плавніше здійснюється передача [6].

Задаємося числом зубів шестерні: . Тоді ділильний діаметр шестерні:

(8.13)

мм.

Розраховуємо діаметр вершин шестерні:

(8.14)

мм.

Розраховуємо діаметр впадин шестерні:

(8.15)

мм.

Згідно до основної теореми зачеплення:

. (8.16)

Оскільки передаточне число відкритої передачі дорівнює:

(8.17)

.

Знаходимо ділильний діаметр зубчатого колеса:

(8.18)

мм.

Знаходимо кількість зубів зубчатого колеса:

Оскільки:

(8.19)

то:

(8.20)

.

Приймаємо: мм.

Розраховуємо діаметр вершин зубчатого колеса:

(8.21)

мм.

Розраховуємо діаметр впадин зубчатого колеса:

(8.22)

мм.

Розраховуємо міжосьову відстань зубчатого зачеплення:

(8.23)

мм.