4. Розрахунок швидкохідного вала редуктора і вибір вальниць

1. Сили, що діють у швидкохідній передачі (рис. 3).

Рис. 3.

Колова сила (див. вище);

радіальна сила (/8/, формула (9.12));

вісева сила

(/8/, формула (9.11)), остаточно

4.2. Вибір матеріалу

Оскільки вал виготовляємо разом із шестірнею, тобто матимемо вал-шестірню, то для його виготовлення вибираємо ту ж саму сталь, що й для шестірні, тобто сталь 40Х за ГОСТ 4543. Термообробка – поліпшення, твердість не нижче 270НВ (табл. 11.1, /10/).

Механічні характеристики сталі, зважаючи на те, що діаметр заготовки не перевищує 120мм;

границя міцності при розтягуванні

границя плинності при розтягуванні

границя плинності при крутінні

границя витривалості при згинанні

границя витривалості при крутінні

4.3. Проектний розрахунок вала

Діаметр вихідного кінця вала

де - умовна допустима напруга при крутінні. Приймаємо За ГОСТ 12080 (табл. 11.3, /10/) приймаємо циліндричний кінець вала діаметром, близьким до діаметра вала двигуна ( рис. 2). Остаточно приймаємо що в межах рекомендацій довжина кінця вала (за табл. 11.3, /10/).

4.4. Розробка конструкції вала

Конструкція вала показана на рис. 4.

Рис. 4. Конструкція швидкохідного вала

Параметри:

(розмір проміжку “а”, /5/, с. 27);

Приймаємо

На циліндричний кінець вала встановлюється муфта, яка доводиться до опори в буртик сусіднього вала. Діаметр наступного відрізка вал, на якому встановлюється вальниця котіння, визначається із співвідношення:

де - висота буртика сусіднього відрізка вала (табл. 11.4 із /10/).

Попередньо вибираємо для вала кулькові радіальні однорядні вальниці середньої серії 307 за ГОСТ 8338 з параметрами:

(табл. 11.9, /10/);

тому приймаємо діаметри відрізків вала в місцях встановлення вальниць

Діаметр буртика (заплічика) для упору вальниці

остаточно

де - розмір фаски вальниці (табл. 11.12). За ГОСТ 23860 (табл. 11.19) вибираємо шпонку для кінця вала - шпонка (відповідно ширина і висота ); глибина паза: на валі у втулці –

Відстань між опорами:

4.5. Вибір муфти і визначення консольної навантаг від муфти

Розрахунковий момент для вибору муфти

де - коефіцієнт режиму роботи для стрічкового конвеєра (транспортера) (табл. 11.20, /10/).

З врахуванням і вибираємо муфту пружну втулково-пальцьову за ДСТУ 2128-93 (ГОСТ 21424) (табл. 11.21), для якої і (потрібно розточити напівмуфту з до ), для якої - діаметр розміщення робочих пружних елементів, яка позначається так:

Муфта 125-30-1,1-30-УЗ ДСТУ 2128-93 (ГОСТ 21424).

Число пружних елементів муфти Різь на пальцях М10; (діаметр маточини); Консольна навантага при передачі обертового моменту муфтою (11.23).

Приймемо для розрахунків

4.6. Визначення реакцій в опорах і побудова епюр моментів

Розрахункова схема вала зображена на рис. 5.

Рис. 5. Розрахункова схема вала з епюрами згинальних і обертових моментів

Визначаємо реакції в опорах.

Вертикальна площина:

звідки

звідки

Перевірка:

Отже, перевірка показала правильність визначення реакцій.

Згинальні моменти в характерних перерізах вала (у вертикальній площині):

- ліворуч від перерізу в точці С;

- праворуч від перерізу в точці С.

Різниця - так повинно бути! Дійсно,

За ординатами в характерних точках будуємо епюру згинальних моментів (див. рис. 5.).

Горизонтальна площина:

звідки

звідки

Перевірка:

Згинальні моменти в характерних перерізах вала (в горизонтальній площині):

- від сил ліворуч від опори А.

- від сил праворуч від перерізу в точці С.

- від сил праворуч від опори А.

Сумарні реакції в опорах вала:

Вісева реакція в опорі А:

Аналіз епюр вала (рис. 5.) показує, що найнебезпечнішим перерізом є переріз в точці С, де