8.2 Расчет ведомого вала

Вычислим коэффициент S для опасного сечения С. В качестве материала для ведомого вала примем легированную сталь 40Х. Механические характеристики стали приведены в таблице 8.1.

По рисунку 15 а принимаем, что K_d = 0.55, по рисунку 6.3 б - К_F = 0.61.

Принимаем, что K_σ = 2 и К_τ = 1.65 [1, 171].

В расчетах валов принимают, что σ_m = 0 [1, 169]. Определим амплитуду нормальных напряжений [1, 169]:

σ_a = T_Σ·10³/W = T_Σ·10³·32/π·d³ = 160.7·10³·32/π·60³ = 7.578 (8.8)

τ_m = τ_a = T_К·10³/2W_K = T_К·10³·16/2·π·d³ = 610·10³·16/2·π·60³ = 7.19 (8.9)

(8.10)

(8.11)

(8.12)

Полученное значение запаса прочности лежит выше промежутка [S] = 1.5…2.5, поэтому условие усталостной прочности выполняется. Материал можно заменить на менее прочный (например сталь 40).

9 Подбор и расчет шпоночных соединений

Передачу крутящего момента Т в соединениях зубчатых колес с валами (рисунок 16) выполним с использованием призматических шпонок ГОСТ 23360-78. Подбор шпонок производится по таблицам стандартов в функции диаметра вала d, определяющего ширину шпонки b и высоту h.

Рисунок 16 – Соединение вал-ступица

Принимая величину допускаемых напряжений смятия [_см] = 80…120 МПа, определяют рабочую длину шпонки (мм) по формуле:

l_р  4T10³/(dh[_см]) (9.1)

Полная длина шпонки первого исполнения (со скругленными торцами)

l = l_р + b

Полученное значение согласуется со стандартом.

Соединение зубчатого колеса с тихоходным валом:

l_р = 4T₃10³/(dh[_см]) = 4·610·10³/(60·11·100) = 37 (мм), (9.2)

тогда

l = l_р + b = 37 + 18 = 55 (мм), (9.3)

принимаем: шпонка 18 х 11 х 80 ГОСТ 23360-78.

Для входного вала:

l_р = 4T₂10³/(dh[_см]) = 4·182.54·10³/(44·8·100) = 21 (мм), (9.4)

тогда

l = l_р + b = 21 + 12 = 33 (мм), (9.5)

принимаем: шпонка 12 х 8 х 36 ГОСТ 23360-78.

Для выходного вала:

l_р = 4T₃10³/(dh[_см]) = 4·610·10³/(48·9·120) = 47 (мм), (9.6)

принимаем: шпонка 2-14 х 9 х 50 ГОСТ 23360-78.

10 Допуски и посадки для сопряженных деталей

Сопряжение	Размер	Посадка	Отклонения				Зазор			Натяг
			отверстия		вала
			min	max	min	max	min	max	min		max
Вал - подшипник	50	L0/k6	0	-0.012	+0.002	+0.018	-	-	+0.002		0.03
Вал - подшипник	55	L0/k6	0	-0.012	+0.002	+0.018	-	-	+0.002		0.03
Корпус - подшипник	90	H7/l0	0	+0.035	0	-0.018	0	0.053	-		-
Корпус - подшипник	120	H7/l0	0	+0.035	0	-0.018	0	0.053	-		-
Штифт - корпус	10	H7/p6	0	+0.015	+0.015	+0.024	-	-	0		0.024
Корпус –крышка подшипника	90	H11/d11	0	+0.22	-0.12	-0.24	0.12	0.46	-		-
Корпус –крышка подшипника	120	H11/d11	0	+0.22	-0.12	-0.24	0.12	0.46	-		-
Корпус – крышка подшипника	5	H11/d11	0	+0.075	-0.03	-0.105	0.03	0.18	-		-
Ведущий вал – шкив	44	H7/p6	0	+0,025	+0,026	+0,042	-	-	0,001		0,042
Ведомый вал – муфта	48	H7/p6	0	+0,025	+0,026	+0,042	-	-	0,001		0,042
		H7/d11	0	+0,025	-0,08	-0,24	0,08	0,265	-		-
Ведомый вал – зубчатое колесо	60	H7/p6	0	+0.03	+0.032	+0.051	-	-	0.002		0.051
		H7/d11	0	+0.03	-0.1	-0.29	0.1	0.32	-		-