3 Ориентировочный расчет валов

3.1 Расчет ведущего вала

Проектный расчет валов носит ориентировочный характер и имеет целью определить основные размеры и форму вала, связанные с нагрузками и назначением его основных элементов.

Ведущий вал (рисунок 3) приводится во вращение валом электродвигателя, поэтому диаметр выходного конца этого вала должен быть согласован с диаметром вала электродвигателя. Поэтому:

d₁ = (0.7…1.2)d_эл = (0.7…1.2)42 = 29.4…50.4 (мм [2, 50]) (3.1)

принимаем d₁ = 44 мм.

Рисунок 3 – Ведущий вал

Для других участков валов диаметры определяются по формулам, имеющим рекомендательный характер, поскольку результаты, получаемые при их использовании, могут войти в противоречие с требованиями, предъявляемыми к конкретному валу.

– диаметр цапфы вала под подшипником:

d₂ = d₄ = d + 2t = 44 + 2·3 = 50 (мм) (3.2)

– диаметр буртика для упора кольца подшипника:

d₃ = d₂ + 3r = 50 + 3·2.5 = 57.5 (мм) (3.3)

принимаем d₃ = 58 мм.

Размеры хвостовиков валов определяются в зависимости от принятой конструкции крышек подшипников и после расчетов по нижеприведенным формулам подлежат уточнению на дальнейших этапах проектирования.

Длина посадочного участка ведущего вала:

l₁ = (1…1.5)d = (1…1.5)·44 = 44…66 (мм), (3.4)

принимаем l₁ = 45 мм;

l₂ = 60 мм (п. 3.2);

l₃ = 130 мм (п. 3.2);

l₄ = 20 мм, поскольку ширина подшипника b_п = 20 мм (п. 7).

3.2 Расчет ведомого вала

_{Конструкция ведомого вала представлена на рисунке 4.}

Рисунок 4 – Ведомый вал

_{Диаметр открытой передачи:}

(мм), (3.5)

принимаем d = 48 мм.

– диаметр цапфы вала под подшипником:

d₂ = d₄ = d + 2t = 48 + 2·3 = 54 (мм), (3.6)

Полученное значение следует округлить до кратного пяти в соответствии с диаметрами внутренних колец подшипников качения, следовательно, принимаем d₂ = d₄ = 55 мм.

– диаметр буртика для упора кольца подшипника, не менее:

d₃ = d₂ + 3r = 55 + 3·3 = 64 (мм), (3.7)

принимаем d₃ = 70 мм;

– диаметр шейки вала в месте установки зубчатых колес:

d_К  d₂ , (3.8)

принимаем d_K = 60 мм.

– диаметр буртика для упора зубчатого колеса:

d₅ = d_К + 3r = 60 + 3·3 = 69 (мм), (3.9)

принимаем d₅ = 70 мм.

Длина посадочного участка ведущего вала:

l₁ = (1…1.5)d₁ = (1…1.5)·48 = 48…72 (мм), (3.10)

принимаем l₁ = 60 мм;

l₂ = b_п + b_к + b_м + δ_к + 10 = 29 + 5 + 10 + 6 + 10 = 60 (мм); (3.11)

где b_п = 29 мм – ширина подшипника;

b_к = 5 мм – ширина кольца;

b_м = 10 мм – ширина манжеты;

δ_к = 6 мм – толщина стенки крышки подшипника;

l₅ = 10…15 мм, принимаем l₅ = 15 мм;

l_3* = l₅ + b₂ = 15 + 100 = 115 мм; (3.12)

где b₂ = 100 – ширина зубчатого колеса, мм.

l₃ = l_3* + l₅ = 115 + 15 = 130 мм; (3.13)

l₄ = 30 мм, поскольку ширина подшипника b_п = 29 мм.