Расчет валов
.pdfТаблица 4
Свойства материалов, применяемых для изготовления валов
|
|
|
|
Механические |
|
Коэф- |
||||||
Марка |
Диаметр |
Твердость |
характеристики, МПа |
|
фициент |
|||||||
заготовк |
HB (не |
σв |
σ |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
стали |
|
|
|
|||||||||
и, мм |
менее) |
Т |
Т |
|
||||||||
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ст. 5 |
Любой |
190 |
520 |
280 |
150 |
220 |
|
130 |
|
0,06 |
||
45 |
120 |
240 |
780 |
540 |
290 |
360 |
|
200 |
|
0,09 |
||
|
80 |
270 |
900 |
650 |
390 |
410 |
|
230 |
|
0,10 |
||
40Х |
200 |
240 |
790 |
640 |
380 |
370 |
|
210 |
|
0,09 |
||
|
120 |
270 |
900 |
750 |
450 |
410 |
|
240 |
|
0,10 |
||
40ХН |
200 |
270 |
920 |
750 |
450 |
420 |
|
230 |
|
0,10 |
||
20Х |
120 |
197 |
650 |
400 |
240 |
310 |
|
170 |
|
0,07 |
||
12ХН3А |
120 |
260 |
950 |
700 |
490 |
430 |
|
240 |
|
0,10 |
||
18ХГТ |
60 |
233 |
1150 |
950 |
660 |
500 |
|
280 |
|
0,12 |
||
Таблица 5
Значения коэффициентов влияния абсолютных размеров поперечного сечения вала
Напряженное состояние и |
Kd (Kd ) |
при диаметре вала d, мм |
|
|||||
материал |
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
30 |
|
40 |
50 |
70 |
|
100 |
|
|
|
|
||||||
Изгиб для углеродистой стали |
0,92 |
0,88 |
|
0,85 |
0,81 |
0,76 |
|
0,71 |
Изгиб для легированной стали |
0,83 |
0,77 |
|
0,73 |
0,70 |
0,65 |
|
0,59 |
Кручение для всех сталей |
0,83 |
0,77 |
|
0,73 |
0,70 |
0,65 |
|
0,59 |
Таблица 6
Значения коэффициентов влияния качества поверхности вала
Вид |
Параметр |
K Fσ при в , МПа |
K Fτ при |
в , МПа |
||
механической |
шерохова- |
|
|
|
|
|
700 |
|
700 |
|
|
||
обработки |
тости Ra, |
>700 |
|
>700 |
||
|
мкм |
|
|
|
|
|
Шлифование |
До 0,2 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
тонкое |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Обтачивание |
0,2…0,8 |
0,99…0,933 |
0,99…0,91 |
0,99…0,96 |
|
0,99…0,95 |
тонкое |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Шлифование |
0,8…1,6 |
0,93…0,89 |
0,91…0,86 |
0,96…0,94 |
|
0,95…0,92 |
чистовое |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Обтачивание |
1,6…3,2 |
0,89…0,86 |
0,86…0,82 |
0,94…0,93 |
|
0,92…0,89 |
чистовое |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
43
Таблица 7
Значения коэффициентов влияния поверхностного упрочнения вала
Вид упрочнения поверхности вала
Закалка ТВЧ Азотирование Накатка роликом
Дробеструйный наклеп Без упрочнения
K |
|
1,0 |
|
|
1,3…1,6
1,15…1,25
1,2…1,4
1,1…1,3
1,0
Значения Kv при:
K |
|
1,1...1,5 |
|
|
1,6…1,7 1,3…1,9 1,5…1,7 1,4…1,5 1,0
K |
|
1,8 |
|
|
2,4…2,8
2,0…3,0
1,8…2,2
1,6…2,5 1,0
Таблица 8
Значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений для ступенчатого перехода с галтелью
t/r |
r/d |
|
K при в , МПа |
K |
при в , МПа |
|
||||||
500 |
|
700 |
900 |
1200 |
500 |
|
700 |
900 |
|
1200 |
||
|
|
|
|
|
||||||||
|
0,01 |
1,55 |
|
1,6 |
1,65 |
1,7 |
1,4 |
|
1,4 |
1,45 |
|
1,45 |
2 |
0,02 |
1,8 |
|
1,9 |
2,0 |
2,15 |
1,55 |
|
1,6 |
1,65 |
|
1,7 |
0,03 |
1,8 |
|
1,95 |
2,05 |
2,25 |
1,55 |
|
1,6 |
1,65 |
|
1,7 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
0,05 |
1,75 |
|
1,9 |
2,0 |
2,2 |
1,6 |
|
1,6 |
1,65 |
|
1,75 |
|
0,01 |
1,9 |
|
2,0 |
2,1 |
2,2 |
1,55 |
|
1,6 |
1,65 |
|
1,75 |
3 |
0,02 |
1,95 |
|
2,1 |
2,2 |
2,4 |
1,6 |
|
1,7 |
1,75 |
|
1,85 |
|
0,03 |
1,95 |
|
2,1 |
2,25 |
2,45 |
1,65 |
|
1,75 |
1,75 |
|
1,9 |
5 |
0,01 |
2,1 |
|
2,25 |
2,35 |
2,5 |
2,2 |
|
2,3 |
2,4 |
|
2,6 |
0,02 |
2,15 |
|
2,3 |
2,45 |
2,65 |
2,1 |
|
2,15 |
2,25 |
|
2,5 |
|
|
|
|
|
|||||||||
Таблица 9
Значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений для шпоночного паза
в , МПа
500
700
900
1200
K при выполнении паза фрезой |
|
концевой |
дисковой |
1,8 |
1,5 |
2,0 |
1,55 |
2,2 |
1,7 |
2,65 |
1,9 |
K
1,4
1,7
2,05
2,4
44
Таблица 10
Значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений для шлицев и резьбы
|
в |
, МПа |
K для |
K |
для шлицев |
K для |
||
|
|
шлицев |
резьбы |
прямобочных |
эвольвентных |
резьбы |
||
|
|
|
||||||
|
500 |
1,45 |
1,8 |
2,25 |
|
1,43 |
1,35 |
|
|
700 |
1,6 |
2,2 |
2,5 |
|
1,49 |
1,7 |
|
|
900 |
1,7 |
2,45 |
2,65 |
|
1,55 |
2,1 |
|
|
1200 |
1,75 |
2,9 |
2,8 |
|
1,6 |
2,35 |
|
Значения |
K |
|
Kd |
||
|
напряжений
Таблица 11
и K , используемые для оценки концентрации
Kd
Диаметр |
K / Kd |
при в , МПа |
|
K / Kd |
при |
в , МПа |
|
|||||
вала d, |
500 |
|
700 |
900 |
|
1200 |
500 |
|
700 |
|
900 |
1200 |
мм |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
2,6 |
|
3,3 |
4,0 |
|
5,1 |
1,5 |
|
2,0 |
|
2,4 |
3,05 |
40 |
2,75 |
|
3,5 |
4,3 |
|
5,4 |
1,65 |
|
2,1 |
|
2,6 |
3,25 |
50 |
2,9 |
|
3,7 |
4,5 |
|
5,7 |
1,75 |
|
2,2 |
|
2,7 |
3,4 |
60 |
3,0 |
3,85 |
4,7 |
|
5,95 |
1,8 |
|
2,3 |
|
2,8 |
3,55 |
|
70 |
3,1 |
|
4,0 |
4,85 |
|
6,15 |
1,85 |
|
2,4 |
|
2,9 |
3,7 |
80 |
3,2 |
|
4,1 |
4,95 |
|
6,3 |
1,9 |
|
2,45 |
|
3,0 |
3,8 |
90 |
3,3 |
|
4,2 |
5,1 |
|
6,45 |
1,95 |
|
2,5 |
|
3,05 |
3,9 |
100 |
3,35 |
|
4,3 |
5,2 |
|
6,6 |
2,0 |
|
2,55 |
|
3,1 |
3,95 |
Примечание. При установке с натягом колец подшипников табличное значение следует умножить на 0,9.
Таблица 12
Нормальные линейные размеры, мм (из ГОСТ 6636-69)
3,2 |
5,6 |
10 |
18 |
32 |
56 |
100 |
180 |
320 |
560 |
3,4 |
6,0 |
10,5 |
19 |
34/35 |
60/62 |
105 |
190 |
340 |
600 |
3,6 |
6,3 |
11 |
20 |
36 |
63/65 |
110 |
200 |
360 |
630 |
3,8 |
6,7 |
11,5 |
21 |
38 |
67/70 |
120 |
210 |
380 |
670 |
4,0 |
7,1 |
12 |
22 |
40 |
71/72 |
125 |
220 |
400 |
710 |
4,2 |
7,5 |
13 |
24 |
42 |
75 |
130 |
240 |
420 |
750 |
4,5 |
8,0 |
14 |
25 |
45/47 |
80 |
140 |
250 |
450 |
800 |
4,8 |
8,5 |
15 |
26 |
48 |
85 |
150 |
260 |
480 |
850 |
5,0 |
9,0 |
16 |
28 |
50/52 |
90 |
160 |
280 |
500 |
900 |
5,3 |
9,5 |
17 |
30 |
53/55 |
95 |
170 |
300 |
530 |
950 |
Примечание. Под косой чертой приведены размеры посадочных мест для подшипников качения.
45
Таблица 13
Подшипники шариковые радиальные однородные (из ГОСТ
8338-75)
|
|
|
Легкая серия |
|
|
|
|
|
Средняя серия |
|
|
|||||
Обозначение |
|
|
|
|
|
Грузо- |
Обозначение |
|
|
|
|
|
|
Грузо- |
||
|
Размеры, мм |
подъем- |
|
Размеры, мм |
|
подъем- |
||||||||||
|
|
|
|
|
ность, кН |
|
|
|
|
|
|
ность, кН |
||||
d |
D |
B |
r |
C |
Co |
d |
D |
B |
r |
|
C |
Co |
||||
|
|
|
||||||||||||||
204 |
20 |
|
47 |
14 |
1,5 |
12,7 |
6,3 |
304 |
20 |
|
52 |
15 |
2 |
|
15,9 |
7,8 |
205 |
25 |
|
52 |
15 |
1,5 |
14,0 |
6,95 |
305 |
25 |
|
62 |
17 |
2 |
|
22,5 |
11,4 |
206 |
30 |
|
62 |
16 |
1,5 |
19,5 |
10,0 |
306 |
30 |
|
72 |
19 |
2 |
|
28,1 |
14,6 |
207 |
35 |
|
72 |
17 |
2 |
25,5 |
13,7 |
307 |
35 |
|
80 |
21 |
2,5 |
|
33,2 |
18,0 |
208 |
40 |
|
80 |
18 |
2 |
32,0 |
17,8 |
308 |
40 |
|
90 |
23 |
2,5 |
|
41,0 |
22,4 |
209 |
45 |
|
85 |
19 |
2 |
33,2 |
18,6 |
309 |
45 |
|
100 |
25 |
2,5 |
|
52,7 |
30,0 |
210 |
50 |
|
90 |
20 |
2 |
35,1 |
19,8 |
310 |
50 |
|
110 |
27 |
3 |
|
61,8 |
36,0 |
211 |
55 |
|
100 |
21 |
2,5 |
43,6 |
25,0 |
311 |
55 |
|
120 |
29 |
3 |
|
71,5 |
41,5 |
212 |
60 |
|
110 |
22 |
2,5 |
52,0 |
31,0 |
312 |
60 |
|
130 |
31 |
3,5 |
|
81,9 |
48,0 |
213 |
65 |
|
120 |
23 |
2,5 |
56,0 |
34,0 |
313 |
65 |
|
140 |
33 |
3,5 |
|
92,3 |
56,0 |
214 |
70 |
|
125 |
24 |
2,5 |
61,8 |
37,5 |
314 |
70 |
|
150 |
35 |
3,5 |
|
104,0 |
63,0 |
215 |
75 |
|
130 |
25 |
2,5 |
66,3 |
41,0 |
315 |
75 |
|
160 |
37 |
3,5 |
|
112,0 |
72,5 |
216 |
80 |
|
140 |
26 |
3 |
70,2 |
45,0 |
316 |
80 |
|
170 |
39 |
3,5 |
|
124,0 |
80,0 |
Примечание. Пример обозначения подшипника 209: « Подшипник
209 ГОСТ 8338-75».
46
Таблица 14
Манжеты резиновые армированные для валов, мм (из ГОСТ 8752-79)
Диаметр |
|
D1 |
h1 |
|
h2 |
|
Диаметр |
|
D1 |
h1 |
h2 |
|
вала d, |
1-й |
|
2-й |
1-й и 2-й |
|
вала d, |
1-й |
2-й ряд |
1-й и 2-й |
|||
мм |
ряд |
|
ряд |
ряды |
|
|
мм |
ряд |
|
ряды |
|
|
|
|
|
35, |
8 |
|
12 |
|
42 |
62 |
65, 68 |
|
|
20 |
|
|
37,38 |
|
|
44 |
---- |
62, |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
42 |
10 |
|
14 |
|
65 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
21 |
|
|
37 |
8 |
|
12 |
|
45 |
65 |
62, 70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
40 |
|
42 |
10 |
|
14 |
|
10 |
14 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
22 |
|
|
35, |
8 |
|
12 |
|
48 |
|
65, 72 |
|
|
|
|
42 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
24 |
|
|
42, |
10 |
|
14 |
|
|
72, 75 |
|
|
|
|
|
45 |
|
|
50 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
42 |
|
40 |
8 |
|
12 |
|
|
|
80 |
12 |
16 |
|
45 |
10 |
|
14 |
|
52 |
75 |
72 |
10 |
14 |
||
|
|
|
|
|
||||||||
26 |
45 |
|
40 |
8 |
|
12 |
|
80 |
12 |
16 |
||
|
|
|
|
|
||||||||
|
47 |
10 |
|
14 |
|
55 |
|
75 |
10 |
14 |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
45, |
|
|
|
|
|
82 |
12 |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
28 |
---- |
|
47, |
|
|
|
|
56 |
80 |
---- |
10 |
14 |
|
|
|
50 |
10 |
|
14 |
|
58 |
|
75 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
45, |
|
|
|
82 |
12 |
16 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
30 |
52 |
|
47, |
|
|
|
|
60 |
85 |
80, 82 |
10 |
14 |
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
47
Окончание табл. 14
Манжеты резиновые армированные для валов, мм (из ГОСТ 8752-79)
32 |
|
45б |
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
50 |
|
|
|
|
|
82 |
10 |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
62 |
---- |
|
|
|
|
|
47, |
|
|
|
85 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
12 |
16 |
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
55, |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
63 |
|
---- |
|
|
|
|
|
57 |
|
|
|
90 |
10 |
14 |
||
|
58 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
65 |
95 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
36 |
|
52, |
10 |
14 |
|
67 |
---- |
90 |
|
|
|
55 |
|
68 |
---- |
90, |
12 |
16 |
|||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
55, |
|
|
|
95 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
38 |
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
95 |
100 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
62 |
|
|
10 |
14 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
71 |
95 |
---- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
55, |
|
|
|
|
100 |
---- |
|
|
40 |
60 |
58 |
|
|
|
75 |
|
102 |
12 |
16 |
|
|
62 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание. Пример обозначения манжеты типа 1 для вала диаметром d=50 мм с наружным диаметром D1=70 мм из резины 3 группы (на основе нитрильного синтетического каучука): « Манжета 1-50 70 3 ГОСТ 8752-79».
48
Таблица 15
Размеры концевых участков валов, мм
|
|
ℓ |
|
|
|
|
ℓ |
|
|
||
d |
Исполнение |
r |
c |
d |
Исполнение |
r |
c |
||||
|
1 |
|
2 |
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
20,22 |
50 |
|
36 |
1,6 |
1,0 |
50,55 |
110 |
|
82 |
2,5 |
2,0 |
25,28 |
60 |
|
42 |
|
|
60,70 |
140 |
|
105 |
|
|
32,36 |
80 |
|
58 |
2,0 |
1,6 |
80,90 |
170 |
|
130 |
3,0 |
2,5 |
40,45 |
110 |
|
82 |
|
|
100,110 |
210 |
|
165 |
|
|
Примечания. 1. Исполнения концов валов: 1- длинные; 2- короткие. 2. Поля допусков диаметра d: при d до 30 мм – j6, св. 30 до 50 мм – k6, св. 50 мм – m6.
49
Таблица 16
Шпонки призматические, мм (из ГОСТ 23360-78)
Диаметр |
Сечение |
Фаска у |
Глубина паза |
|
|||
шпонки |
Длина ℓ |
||||||
вала, d |
шпонки |
|
|
||||
b |
h |
вала t1 |
ступицы t2 |
|
|||
|
|
|
|||||
Св. 12 до 17 |
5 |
5 |
|
3 |
2,3 |
10-56 |
|
»17»22 |
6 |
6 |
0,25-0,4 |
3,5 |
2,8 |
14-70 |
|
»22»30 |
8 |
7 |
|
4 |
3,3 |
18-90 |
|
»30»38 |
10 |
8 |
|
5 |
3,3 |
22-110 |
|
»38»44 |
12 |
8 |
|
5 |
3,3 |
28-140 |
|
»44»50 |
14 |
9 |
0,4-0,6 |
5,5 |
3,8 |
36-160 |
|
»50»58 |
16 |
10 |
|
6 |
4,3 |
45-180 |
|
»58»65 |
18 |
11 |
|
7 |
4,4 |
50-200 |
|
»65»75 |
20 |
12 |
|
7,5 |
4,9 |
56-220 |
|
»75»85 |
22 |
14 |
0,6-0,8 |
9 |
5,4 |
63-250 |
|
»85»95 |
25 |
14 |
|
9 |
5,4 |
70-280 |
|
Примечания. 1. Длину ℓ (мм) призматической шпонки выбирают из ряда: 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280. 2. Пример обозначения шпонки с размерами b=18 мм, h=11 мм, ℓ=80 мм: «Шпонка 18 11 80 ГОСТ 23360-78».
50