- •Уфимский государственный авиационный технический университет
- •Содержание
- •Введение
- •1. Порядок выполнения работы
- •2. Контрольные задания
- •3. Расчет рабочего органа подъемно-транспортного механизма
- •4. Выбор электродвигателя, определение передаточных отношений подъемно-транспортного механизма
- •4.2. Подбор передаточных отношений
- •5. Подготовка данных для расчета проектируемого передаточного механизма (двухступенчатого цилиндрического редуктора)
- •5.1. Выбор материалов и термообработки для производства зубчатых колес
- •6. Определение допускаемых напряжений
- •7. Проектный расчёт закрытых цилиндрических зубчатых передач
- •8. Расчет валов на прочность
- •8.1. Эскизная компоновка редуктора
- •8.2. Расчет валов на прочность
- •9. Предварительный выбор типа подшипника
- •10. Расчет соединения зубчатого колеса
- •11. Смазывание зубчатых передач
- •Список литературы
- •При механической обработке Методические указания и варианты контрольных заданий
8. Расчет валов на прочность
Этот расчет является основным для валов приводов и механизмов, поэтому его выполняют в три этапа.
На первом этапе (предварительный расчет) при отсутствии данных об изгибающих моментах диаметр вала (в миллиметрах) приближенно может быть найден по известным вращающему моменту, передаточной мощности и частоте вращения вала
, мм, (8.1)
где Т - вращающий момент, Н·м,
- допускаемое напряжение на кручение:
=12…15 МПа – для стальных редукторных валов;
=20…30 МПа – для трансмиссионных валов;
Р – мощность, переда ваяемая валом, кВт;
n – частота вращения вала, об/мин.
При проектировании редукторов диаметр выходного конца быстроходного вала обычно принимают равным диаметру вала электродвигателя, с которым он будет соединен муфтой или в пределах 0,8-1,2 от заданного значения.
Механические характеристики материалов, из которых изготавливают валы (без термообработки, с термообработкой, с цементацией+закалкой) приведены в приложении (табл. П. 2.5).
На втором этапе разрабатывают конструкцию вала, обеспечивая условия технологичности изготовления и сборки, а также определяют диаметры ступеней валов.
Предварительные значения диаметров ступеней валов и их длину определяют по рис. 8.1 и табл. 8.1.
Таблица 8.1
Определяемые диаметры ступеней вала |
Быстроходный вал (рис. 8.1-а) |
Промежуточный вал (рис. 8.1-б) |
Тихоходный вал (рис. 8.1-в) |
d* |
|
|
|
dп** |
|
|
|
dбп* |
|
|
|
* Полученные значения диаметров валов округляют до стандартного значения согласно ГОСТ 6636-69: 10; 10,5; 11; 11,5; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 35; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 52; 55; 60; 63; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 105; 110; 120; 125; 130; 140; 150; 160 и так далее.
** Полученные значения диаметров валов под подшипник округляют до следующих значений: 15; 17; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 60; 65; 70 и так далее.
а
б
в
Рис. 8.1. Валы двухступенчатого редуктора: а – быстроходный;
б – промежуточный; в - тихоходный
Значения высоты буртика t, ориентировочные величины фасок f и радиусы скруглений r определяют в зависимости от диаметра ступени по табл. 8.2.
Таблица 8.2
d |
17…24 |
25…30 |
32…40 |
42…50 |
52…60 |
62…70 |
75…85 |
t |
2 |
2.2 |
2.5 |
2.8 |
3 |
3.3 |
3.5 |
rmax |
1.6 |
1.6 |
2.0 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
f |
1 |
1 |
1.2 |
1.6 |
2 |
2 |
2.2 |
8.1. Эскизная компоновка редуктора
Расстояния между деталями проектируемого редуктора определяют по рис. 8.2.
Чтобы поверхности вращающих колес не задевали за внутренние поверхности корпуса между ними оставляют зазор , мм
, (8.2)
где – расстояние между внешними поверхностями деталей передач, мм
, мм. (8.3)
Рис. 8.2. Эскизный проект редуктора
Расстояние между дном корпуса и поверхностью колес примем:
, мм (8.4)
Расстояние между торцевыми поверхностями колес примем:
, мм (8.5)