Ориентировочный расчет валов
Диаметр выходного конца вала определим грубо приближенно (ориентировочный расчет) из расчета на прочность при кручении по заниженным допускаемым касательным напряжениям: [τК] = 20…40 МПа. Согласно рекомендациям [3, стр. 307], принимаем [τК]' = 25 МПа для стали 45, (при df1 = 50 мм целесообразно изготовить быстроходный вал вместе с шестерней) и [τК]'' = 20 МПа для стали 35, которую назначаем для изготовления тихоходного вала.
Согласно рекомендациям [3, стр. 194], для ведущего (быстроходного) вала редуктора уравнение прочности записывается в виде;
  | (2.27) |
Т1 – крутящий момент на быстроходном валу,
WР – полярный момент сопротивления круглого сечения вала, м3,
[τк] - допускаемое напряжение на кручение для валов из стали 45,([τк]′′ = 25 МПа).
Полярный момент сопротивления круглого сечения вала, по [3, стр. 194];
 | (2.28) |
d – диаметр вала, мм.
Следовательно, уравнение прочности (2.27) имеет вид;
 | (2.29) |
Тогда для быстроходного вала редуктора, при [τК]' = 25 МПа, из уравнения прочности (2.29) получаем;
 | (2.30) |
Ошибка! Объект не может быть создан из кодов полей редактирования.Согласно рекомендациям [3, стр. 196], в соответствии с рядом Rα 40
(СТ СЭВ 514 – 77) принимаем диаметр вала dВ1 = 20 мм, диаметр вала под манжетное уплотнение d1' = 22 мм (необходимо оставить высоту буртика в 1÷3 мм для упора торца втулки полумуфты), диаметр вала под подшипник d1'' = 24 мм.
Диаметр d1''' примем равным 30 мм, чтобы обеспечить высоту упорного буртика 4,5 мм для посадки ориентировочно назначаемого конического роликоподшипника средней серии.
Так как диаметр впадин шестерни df1 = 50 мм незначительно превышает диаметр вала под подшипник d1'' = 24 мм, то, как уже и указывалось, шестерню целесообразно изготовить заодно с валом.
Для ведомого вала редуктора (без учета КПД передачи), при;
 | (2.31) |
Определяем диаметр вала по формуле (2.30);
 | (2.30) |
Т2 – крутящий момент на тихоходном валу,
[τк]′′ – допускаемое напряжение на кручение для валов из углеродистой стали,
([τк]′′ = 20 МПа).
Согласно рекомендациям [3, стр. 196], в соответствии с рядом Rα 40 (СТ СЭВ 514 – 77) принимаем диаметр вала dВ2 = 30 мм; диаметр вала под уплотнение d2' = 34 мм; диаметр вала под подшипник d2'' = 38 мм, диаметр вала под посадку ступицы зубчатого колеса d2''' = 42 мм.
Конструктивные размеры зубчатого колеса;
Диаметр ступицы определяем по формуле;
 | (2.32) |
d2''' – диаметр вала под посадку ступицы зубчатого колеса.
Принимаем диаметр ступицы d2'''' = 70 мм.
Длина ступицы, согласно рекомендациям, по [3, стр.307];
 | (2.33) |
d2''' – диаметр вала под посадку ступицы зубчатого колеса.
Принимаем длину ступицы lСТ = 45 мм.
Толщина обода определяется по [3, стр.307];
 | (2.34) |
mn – нормальный модуль, мм.
Принимаем толщину обода δО = 7 мм.
Колесо изготовляем из поковки, конструкция дисковая. Толщина диска определяется по формуле;
 | (2.35) |
b2 – ширина венца зубчатого колеса.
Принимаем толщину диска е = 10 мм.
Согласно рекомендациям [3, стр.308], диаметр отверстий в диске назначается конструктивно, но не менее 15…20 мм.