Ориентировочный расчет валов и предварительный выбор подшипников
Проектируя двухступенчатый редуктор, выполняют ориентировочный расчет промежуточного и выходного валов. Радиальные размеры выходного валов назначают с учетом размеров промежуточного вала и вала электродвигателя.
Ориентировочный расчет валов представляет собой один из этапов расчета валов. При этом из расчета на кручение определяют диаметр той ступени вала, на которую насаживают зубчатое колесо. Снижение прочности вала вследствие действия изгибающих напряжений учитывают уменьшением допускаемых напряжений на кручение. Доля изгибающих напряжений меняется в зависимости от осевых размеров вала, количества зубчатых колес, размещенных на валу, и взаимного направления внешних сил, возникающих в зацеплении зубчатых колес. Совокупное влияние перечисленных факторов на долю изгибающих напряжений можно учесть выбором различных значений пускаемых напряжений при выполнении ориентировочных расчетов валов различных по типу редукторов.
4.1 |
где , - диаметры ступеней под зубчатыми колесами соответственно для промежуточного и выходного валов;
, - моменты, передаваемые соответственно промежуточным и выходным валами (идентификаторы ТТ1 к TT2);
- коэффициент, зависящий от величины допускаемых напряжений кручения и предполагаемой доли изгибающих напряжений; выбирают из таблицы 4.1.
Таблица 4.1 | |||
Значение коэффициентов | |||
Вал редуктора | Тип редуктора | ||
1 … 2 | 3 … 5 | 6 … 11 | |
Промежуточный | 6.8 | 6.6 | 7.0 |
Выходной | 5.9 |
Значения принятие по ГОСТ 6636-69 (таблица П.2). идентифицируются как DB2 и DB3.
Диаметры шеек валов под подшипники назначают по каталогу на подшипники так, чтобы диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника был меньше диаметра ступени под зубчатым колесом на 1 … 5 мм.
. | 4.2 |
Принятое значение по каталогу на подшипники идентифицируется как D0.
При предварительном выборе подшипников качения целесообразно ориентироваться на следующие рекомендации:
1. Выходной вал всех 11 типов редукторов устанавливают на шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии.
2. Входной и промежуточный валы устанавливают на подшипники одного типоразмера - шариковые радиальные однорядные средней серим.
Окончательно размеры валов устанавливают в ходе эскизного проектирования по результатам расчета валов на усталость и расчета подшипников по динамической грузоподъемности.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Механические характеристики сталей | ||||||
Марка стали | Твердость | Термообработка | Режим, °С, среда | |||
МПа | закалка | отпуск | ||||
А. Нормализованные, улучшенные и объемно-закаленные стали | ||||||
192-228 HB | У | 830-850, В | 580-630 | |||
600-700 | 167-194 HB | H | - | 860-900 | ||
650-750 | 180-207 HB | У | 810-840, В | 600-650 | ||
700-800 | 194-222 HB | У | 810-840, В | 550-600 | ||
750-850 | 207-236 HB | У | 810-840, В | 500-550 | ||
800-900 | 223-250 HB | У | 810-840, В | 450-500 | ||
850-950 | 236-263 HB | У | 810-840, В | 400-450 | ||
700-800 | 370-420 | 212-235 HB | У | 820-840, В | 560-620 | |
50Г | 241-285 HB | У | 820-840, В | 550-600 | ||
35Х | 187 HB | У | 840-860, В | 610-630 | ||
40Х | 700-800 | 200-230 HB | H | - | 890-900 | |
750-850 | 215-243 HB | У | 830-860, В | 650-700 | ||
800-900 | 230-257 HB | У | 830-860, В | 600-650 | ||
850-950 | 243-271 HB | У | 830-860, В | 550-600 | ||
900-1000 | 257-285 HB | У | 830-860, В | 500-550 | ||
40ХН | 850-950 | 250-280 HB | У | 820-850, В | 550-600 | |
900-1000 | 265-290 HB | У | 820-850, В | 500-550 | ||
20ХНЗА | 293-341 HB | У | 820-840, В | 400-550 | ||
38ХА | 269-321 HB | У | 860, В | 550-590 | ||
37ХНЗА | 321-387 HB | У | 820, В | 525-575 | ||
40ХНМА | 293-375 HB | У | 830-850, В | 580-620 | ||
38-45 HRC | ОЗ | 850-860, В | 400-420 | |||
48-52 HRC | ОЗ | 840-850, В | 290-310 | |||
50Г | 50 HRC | ОЗ | 810-840, В | 180-200 | ||
40-48 HRC | ОЗ | 810-840, В | 380-440 | |||
40Х | 46-53 HRC | ОЗ | 840-860, В | 180-200 | ||
36-40 HRC | ОЗ | 840-860, В | 350-400 | |||
40XH | 48-54 HRC | ОЗ | 810-830, В | 190-200 | ||
Б. Поверхостно-закаленные, цементируемые, азотированные и цианированные стали | ||||||
53-55 HRC | ПЗ | |||||
40Х | 52-56 HRC | ПЗ | ||||
40ХН | 51-57 HRC | ПЗ | ||||
20Х | 20-32 HRC | ЦМ, З, НО | 800-830, М | 180-200 | ||
57-63 HRC | ||||||
18ХГТ | 332-375 HB | ЦМ, З, НО | 830-850, М | 200-220 | ||
56-62 HRC | ||||||
12ХНЗА | 26-46 HRC | ЦМ, З, НО | 770-800, М | 180-200 | ||
56-63 HRC | ||||||
260-400 HB | ЦМ, З, З, НО | 860, М | 150-170 | |||
58-63 HRC | 760-810, М | |||||
12Х2Н4А | 280-400 HB | ЦМ, З, З, НО | 860, М | 150-170 | ||
60-65 HRC | 760-810, М | |||||
20Х2Н4А | 300-400 HB | ЦМ, З, З, НО | 860, М | 150-170 | ||
60-65 HRC | 760-800, М | |||||
38ХМ0А | 30-34 HRC | А | 500-600, М | 600-670 | ||
60 HRC | 930-950, М | |||||
40Х | 48-56 HRC | Ц, З, НО | 820-830, М | 180-200 | ||
40ХН | 50-54 HRC | Ц, З, НО | 910-830, М | 190-200 | ||
Примечание. 1. В таблице приняты следующие обозначения: H - нормализация, У - улучшение, ОЗ - объемная закладка, ПЗ - поверхностная закладка, ЦМ - цементация, Ц - цианирование, А - азотирование, З - закладка, НО - низкий отпуск, М - масло, В – вода; 2. В числителе указана твердость сердцевины, в знаменателе - поверхности |
Таблица П.2 | |||||||||||
Стандартные размеры (ГОСТ6636-69), введенные в ПК | |||||||||||
5.0 | 5.6 | 6.3 | 7.1 | 8.0 | 9.0 | ||||||