5. Расчёт валов привода

Разработка конструкций валов приводов содержит в себе все основные стадии проектирования: техническое предложение, эскизный проект, технический проект.

В начале выполняется компоновка по полуэмпирическим зависимостям от крутящего момента. После отработки компоновки производится проектировочный расчёт диаметров валов по приведённому моменту, т.е. с учётом изгибающих моментов.

Проверка окончательной конструкции проводится в форме проверочного расчёта по коэффициентам запаса выносливости в опасных сечениях. Порядок расчёта валов приведен на рис.П2.6.

Рис.П2.6. Схема алгоритма расчета валов привода

5.1. Эскизная компоновка валов привода

По формулам и рекомендациям, приведённым в параграфе 3.1 на стр.24 [2], определяем компоновочные размеры. Полученные значения диаметров валов округляем до ближайшего значения из стандартного ряда чисел. Значения: f- размер фаски, t- высота буртиков, r – радиус галтели даны в таблице на с.25 [2].

Для быстроходного вала редуктора:

• Входной конец вала мм, согласно диаметру под муфту МУВП, табл.46 [1], принимаем для стандартной муфты конструктивно.

• Диаметр под подшипник мм согласно стандартному ряду чисел, принимаеммм.

• Диаметр проходного участка вала мм, принимаеммм.

Считаю целесообразным изготовить быстроходный вал как вал-шестерня. Поэтому шестерня будет являться частью вала. При данном решении отпадает необходимость в шпоночном соединении для вала с шестерней. Не нужно делать упорный буртик для шестерни на валу.

Для промежуточного вала редуктора:

• Диаметр под ступицу колеса 2 мм.

• Диаметр под подшипник мм.

• Диаметр проходного участка вала мм.

• Диаметр буртика колеса мм.

Для тихоходного вала редуктора:

• Выходной конец вала мм, принимаеммм.

• Диаметр под подшипник мм.

• Диаметр проходного участка вала мм, принимаеммм.

• Диаметр буртика колёс, принимаем конструктивномм.

Для ведущего вала транспортёра:

• Выходной конец вала мм, принимаеммм.

• Диаметр под подшипник мм, принимаеммм.

• Диаметр проходного участка вала мм, принимаеммм.

• Диаметр буртика колёс , принимаем конструктивномм.

Полученные размеры являются ориентировочными и могут быть изменены в процессе компоновки редуктора на сборочном чертеже. Данные размеры позволяют выполнить эскизы валов редуктора и наметить пути улучшения геометрических размеров самого редуктора, особенно габаритных размеров. Длины элементов валов будем принимать конструктивно и согласно рекомендациям, приведённым в табл.40, с.94, [1].

5.2. Расчёт валов

5.2.1. Расчёт валов проводится на компьютере по приведённому алгоритму (см. рис.П2.6).

5.2.2. Конструируем вал 1, используя вычисленные линейные размеры, конструктивные и технологические соображения. Результаты расчёта представлены в табл.П2.4 и на рис.П2.7.

5.2.3. Определение коэффициента запаса усталостной прочности быстроходного вала.

Коэффициент запаса усталостной прочности по нормальным напряжениям для опасного сечения

_,

гдепредел выносливости при изгибе (табл.41,[1]), МПа для стали 45;эффективный коэффициент концентрации напряжений при изгибе (табл.42,[1]);коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности;масштабный фактор для нормальных напряжений (табл.43, [1]);амплитуда нормального напряжения;момент сопротивления изгибу;коэф-фициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений (табл.41,[1]);среднее напряжений;осевая нагрузка.

_{Рассмотрим галтель шестерни и вала:}

мм³; Нм;

МПа; МПа.

.

Таблица П2.4