Детали машин. Основы конструирования. Валы: Методические указания по курсовому проектированию

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Министерство образования Российской Федерации

ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра "Проектирование механизмов и деталей машин"

Детали машин. Основы конструирования

Валы.

Методические указания по курсовому проектированию для студентов машиностроительных специальностей

Тула 2003


Проектный расчет валов

На валах размещают вращающиеся детали: зубчатые колеса, шкивы, барабаны и т.д.. По конструкции валы различают гладкие, фасонные или ступенчатые. Образование ступеней на валу связано с закреплением деталей или самого вала в осевом направлении, а так же с возможностью монтажа деталей при посадке с натягом. Прямые валы изготавливают из стали Ст5 - для валов без термообработки, стали 45 или 40Х - для валов с термообработкой (улучшением), стали 20 и 20Х -для быстроходных валов на подшипниках скольжения, у которых цапфы цементируют для повышения износостойкости.

Наиболее распространенные схемы редукторов с прямыми фасонными валами приведены на рис. 1... 3, конструкции валов на рис. 4... 8.

При проектном расчете обычно известен крутящий момент Т на валу. Для выполнения расчета вала необходимо знать его конструкцию (места приложения нагрузки, расположение опор, опасные сечения и т.п.).

Для предварительной оценки диаметра вала в опасном сечении используют расчет его только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях:

  (1)

где Т - крутящий момент на валу Н×мм; [] - допускаемые напряжения из расчета на кручение, []=( 12... 15) МПа.

Если проектируемый вал соединяется муфтой с валом электродвигателя, то предварительно оценить его диаметр можно, принять равным или близким к диаметру выходного конца вала электродвигателя. При проектировании следует помнить, что диаметр вала является одним из основных параметров, определяющих размеры и нагрузочную способность подшипников. Поэтому расчеты вала и подшипников взаимосвязаны.

D

 
Размер высоты заплечика вала h выбирают по рекомендациям в зависимости от диаметра d

d

 
 


h

 
Таблица 1.

d, мм

20...40

40...60

60...80

80...100

h, мм

3...5

5...7

7...8

8...9

Диаметр ступеней вала следует согласовывать с нормальным рядом чисел.


Ступень входная (быстроходная)                        Вал входной


Вход

 

Ступень выходная   (тихоходная)

 

Вал промежуточный

 


Вал выходной

Рисунок 1. Кинематическая схема 2-х ступенчатого цилиндрического редуктора.

промежуточный

 
Вал входной


Ступень

входная (раздвоенная, быстроходная)



Вал

Вал выходной



Ступень выходная (тихоходная)

Рисунок 2. Кинематическая схема 2-х ступенчатого цилиндрического редуктора с раздвоенной входной ступенью.


Ступень входная (быстроходная)


Вал входной



Вал промежуточный


Ступень выходная (тихоходная)



Рисунок 3. Кинематическая схема 2-х ступенчатого цилиндрического соосного редуктора.

Алгоритм проектного расчета входного вала редуктора (рис.4,5)

1.  Определим диаметр вала в опасном сечении.

где - крутящий момент на входном валу, Н × мм.

2.  Определим диаметр вала под подшипники из уравнения

Используя метод перебора вариантов т.е. задаемся величиной диаметра , находим высоту заплечика h по рекомендациям и добиваемся выполнения равенства в уравнении. Полученное значение  следует согласовать с ГОСТ для подшипников качения.

3.Принимаем диаметр вала под уплотнение

4. Определим диаметр вала под муфту из уравнения


Алгоритм проектного расчета входного вала редуктора с использованием диаметра вала электродвигателя

Если входной вал и электродвигатель соединяются муфтой, т.е. крутящий момент для них одинаков, то можно диаметр вала под муфту принять примерно равным диаметру вала электродвигателя (допускаемое отклонение составляет 20%).

1.Принимаем диаметр вала под муфту

2. Определим диаметр вала под подшипники.

3. Определяем диаметр буртика на валу.

                                                                    

4. Принимаем

Рисунок 4. Входной вал редуктора.


Рисунок 5.'Входной вал редуктора с раздвоенной ступенью.

Алгоритм проектного расчета промежуточного вала редуктора (рис.6,7)

1.  Определим диаметр вала в опасном сечении под колесом.

где -  крутящий момент на промежуточном валу, Н-мм.

2. Принимаем диаметр вала под подшипник ближайший меньший относительно значения .

3. Уточним диаметр вала под колесом

 мм

4.Принимаем диаметр вала под втулку

                                                                        

5. Определим диаметр буртика на валу


Рисунок 6. Промежуточный вал 2-х ступенчатого цилиндрического (соосного) редуктора.

Рисунок 7. Промежуточный вал 2-х ступенчатого цилиндрического редуктора

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Детали машин
Тип:
Методические указания и пособия
Размер файла:
1 Mb
Скачали:
0