3.4. Проектировочный расчет валов
Различают расчеты валов на статическую и усталостную прочность, жесткость и колебания, причем расчеты на прочность и жесткость могут иметь как проектировочный, так и проверочный характер. При проектировочном расчете диаметры валов могут определяться исходя из условий прочности на совместное действие изгиба и кручения. На начальной стадии проектирования, когда нет данных о величине изгибающих моментов, производится предварительный расчет на статическую прочность по крутящему моменту:
где [τ] – допускаемое напряжение кручения [1, 3–5].
При выборе материала валов и их термообработки необходимо исходить из конструкции вала (валы-шестерни, шлицевые валы с шейками под подшипники скольжения, резьбы и т. д.).
В пояснительной записке должен быть обоснован выбор материалов валов и способа их термообработки. Полученные значения диаметров используются для предварительного подбора подшипников качения и муфт, определения диаметров и длин ступиц колес, звездочек и шкивов. Осевые размеры деталей, установленных на валы, необходимы для разработки компоновочной схемы.
Л и т е р а т у р а: [1, 3–5].
3.5. Подбор и проверочный расчет муфт
Тип муфты указывается в задании на курсовое проектирование. Размеры муфты принимаются по государственным или отраслевым стандартам в зависимости от расчетного вращающего момента Тр и диаметра вала под полумуфты dвых:
Тр = Тном Kреж,
где Тном – номинальный момент, действующий на вал;
Kреж – коэффициент режима работы (Kреж = 1,1–1,4 при спокойной работе и небольших разгоняемых массах; Kреж = 1,5–2,0 при переменной нагрузке и средних разгоняемых массах; Kреж = 2,5–3,0 в случае ударных нагрузок и больших масс).
3.6. Предварительный выбор подшипников
Для разработки эскизного проекта необходимо знать осевые размеры деталей, в том числе подшипников, установленных на валы. Но точный подбор подшипников на этой стадии проектирования выполнить невозможно, так как не известны реакции опор (радиальные нагрузки, действующие на подшипники). Поэтому производится ориентировочный подбор подшипников по предварительно определенным диаметрам цапф валов. Цапфой называется участок опоры вала. Выбор типа подшипника производится исходя из данных кинематического расчета и конструктивных особенностей привода. Так как каждый тип подшипника имеет несколько серий диаметров и ширин, предварительно задаются легкой или средней серией подшипников.
Размеры подшипников указаны в таблицах стандартов [1–5].
3.7. Эскизная компоновка привода
Эскизная компоновка привода или редуктора (общий вид) выполняется в соответствии с ГОСТ 2.119–73 на миллиметровой бумаге формата А1, карандашом, в масштабе 1:1. При эскизном проектировании определяют расположение деталей передач, расстояние между ними, ориентировочные размеры ступеней валов и предварительно выбранных подшипников. Для каждого вала выбирают схему установки подшипников: «враспор», «врастяжку», фиксированная опора – «плавающая» опора и определяют расстояние между опорными точками валов для расчета реакций (радиальных нагрузок на подшипники). Значения реакций необходимы для построения эпюр изгибающих моментов валов, а также для окончательного подбора подшипников по долговечности.
Эскизная компоновка должна содержать одну или две проекции привода (редуктора), где следует указать диаметры и длины участков валов, расстояния между опорными точками валов, размеры консолей, межосевые и конусные расстояния передач и т. д.
Следует отметить, что в результате предварительной компоновки деталей на валах получаются лишь ориентировочные расстояния между плоскостями действия сил по той причине, что размеры опор, муфт, зубчатых колес, регулировочных и крепежных элементов зависят от диаметра вала. Точно диаметр может быть определен по эквивалентному моменту или при расчете вала на выносливость в опасных сечениях.
Л и т е р а т у р а: [1–5].