Предварительный расчет валов

Предварительный расчет валов производится на статическую прочность при кручении по пониженным допускаемым напряжениям. Для углеродистых сталей 35, 40, 45, 50, 55 допускаемые касательные напряжения , причем меньшее значение – для менее прочной стали.

Выбираем для валов ту же сталь, что и ля зубчатых колес. Для стали 45 пониженное допускаемое напряжение .

Ведущий вал:

1.) Определяем диаметр выходного конца вала

По стандарту округляем значение диаметра до ближайшего стандартного ([I], стр. 95) с учетом соединения ведущего вала с валом электродвигателя упругой втулочно-пальцевой муфтой МУВП. Выбираем муфту передающую момент до 63 Н_*м.

Принимаем ( по таб. 5).

2). Диаметр вала под подшипники обычно на 4÷6 больше диаметра выходного конца вала и выражается числом кратным пяти.

Принимаем d_П1= 25 мм.

3.) Диаметр вала под шестерней 4÷6 мм больше диаметра вала под подшипником. Если принять и сравнить с диаметром окружностей впадин шестерни , то окажется, что .

В этом случае рекомендуется изготавливать шестерню заодно с валом.

Ведомый вал:

4.)Определяем диаметр выходного конца вала

Округляем значение диаметра до ближайшего стандартного (чётного).

Принимаем

5.) Диаметр вала под подшипником принимаем

6.) Диаметр вала под ступицей колеса принимаем

Подбор и проверка шпонок

Применяем шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок, пазов и длины шпонок берем по стандарту. Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Условие прочности шпонки на смятие

l –длина шпонки

в– ширина шпонки

h –высота шпонки

d – диаметр вала

t₁ – глубина паза вала

M_к – Передаваемый крутящий момент

При стальной ступице МПа

При чугунной ступице МПа

Ведущий вал:

1.) Шпонка на выходном конце вала под муфтой для соединения с электродвигателем (таб.5).

Для выбранной муфты длина полумуфты .

Материал полумуфты – чугун.

Выбираем длину шпонки .

Остальные размеры:в=6 мм; h=6 мм; t₁=3,5 мм

Проверка на смятие:

Условие прочности выполнено, принимаем шпонку 6 х 6 х 40

Ведомый вал:

2.) Шпонка для вала под ступицу зубчатого колеса.

Длина зубчатого колеса определяется по эмпирической формуле

Принимаем длину ступицы

Принимаем длину шпонки

Остальные размеры: в=14 мм; h=9 мм; t₁=5,5 мм

Проверка на смятие

Условие прочности выполнено, принимаем шпонку 14 х 9 х 50

3.) Шпонка на выходном конце вала под ступицу звездочки цепной передачи. Длина ступицы звездочки определяется по эмпирической формуле

мм

Принимаем длину ступицы

Принимаем длину шпонки

Остальные размеры: в=10 мм; h=8 мм; t₁=5 мм

Проверка на смятие

Условие прочности выполнено, принимаем шпонку 10 х 8 х 50/

10. Эскизная компоновка передачи

Эскизная компоновка передачи заключается в приближенном определении размеров и взаимного расположения элементов передачи для последующего определения опорных реакций, подбора подшипников и уточненного расчета валов.

Компоновочный чертеж выполняется в одной проекции – разрез по осям валов в масштабе 1:1.

1.) Выполнение чертежа начинается с проведения центральной линии симметрии, на которой откладывается межосевое расстояние. Затем перпендикулярно линии симметрии наносятся линии осей валов.

2.) В виде прямоугольников вычерчиваются шестерня и колесо. Шестерня изготавливается за одно целое с валом.

в₁=45 мм; d_a1=62 мм; d_в1=20 мм; d_п1=25 мм

Диаметр вала под ступицей колеса d_k2 = 45 мм.

Диаметр вала под ступицей колеса

Диаметр ступицы колеса определяется по эмпирической формуле

3.) Корпус передачи изготавливается литым из серого чугуна. Толщина стенки корпуса определяется по эмпирической формуле

Принимаем

4.) Зазор между торцом шестерни или ступицы колеса и внутренней стенкой корпуса определяется по эмпирической формуле

Принимаем

5.) Зазор между внутренней стенкой корпуса и окружностями вершин шестерни и колеса принимают

6.) По диаметру вала выбираем подшипник 205, а для ведомого вала подшипник 208.

Условное обозначение	Размеры, мм	Грузоподъемность, кН
dп1,2	D	B	C	C
				10,8	6,95
				25,1	17,8

7.) Намечаем для подшипников консистентную смазку. Для предотвращения вытекания смазки внутрь корпуса и вымывания ее жидким маслом устанавливаем на валах мазе удерживающие кольца. Ширина этих колец определяет расстояние от внутренней стенки корпуса до торца подшипников У.

Принимаем .

8.) Не вдаваясь в конструкцию гнезд подшипников, определим расстояние от внешнего торца подшипника до начала выходного конца вала по эмпирической формуле , где B – ширина подшипника.

Для ведущего вала

Для ведомого вала

9.) Длина выходного конца ведущего вала определяется длиной полумуфты

10.) Длина выходного конца ведомого вала определяется длиной ступицы звездочки

11.) По чертежу определяем расстояние l₁ и l₂ по длине осей валов от линии симметрии до точек приложения опорных реакций, находящихся на серединных плоскостях подшипников.

12.) Определяем точку приложения вертикальной нагрузки Q на выходном конце ведомого вала посередине ступицы звездочки.

Расстояние от опоры до точки приложения вертикальной нагрузки

.

Список используемой литературы

1. Чернавский С. А.

Курсовое проектирование деталей машин

Москва.: «Машиностроение». 1989г

2. Богданов В. Н. и др.

Справочное руководство по черчению

Москва.: «Машиностроение». 1989г

3. Вышнепольский И. С.

Техническое черчение

Москва.: «Высшая школа». 1998г

4. Гулица Н. В. и др.

Детали машин

Москва.: «Академия» 2004г

5. Иванов М. Н. , Финогенов В. А.

Детали машин

Москва.: «Высшая школа». 2003г