Вибір матеріалу валів. Визначення геометричних параметрів ступенів валів

5 ПРОЕКТНИЙ РОЗРАХУНОК ВАЛІВ

5.1 Вибір  матеріалу валів

В проектуємих редукторах рекомендується використовувати термічно оброблені середньовуглецеві і леговані сталі 45, 40Х.

Для вала-черв’яка приймається матеріал який вибрано для черв’яка.

Для тихохідного вала (вала колеса) рекомендується прийняти сталь 45. Механічні характеристики сталей для виготовлення валів  виписують з таблиці 3.3 і оформлюють у вигляді таблиці 5.1.

Таблиця 5.1 Механічні характеристики сталей для виготовлення валів

Вал	Матеріал	Термообробка	Твердість	sВ	sТ	s-1
				МПа
швидкохідний
тихохідний

Наприклад:

Для швидкохідного вала (вал-черв’як) прийнято сталь 40Х; для тихохідного вала (вал колеса) прийнято сталь 45.

Таблиця 5.1 Механічні характеристики сталей для виготовлення валів

Вал	Матеріал сталь	Термообробка	Твердість	sВ	sТ	s-1
				МПа
швидкохідний	40Х	У+СВЧ	45…50 HRC	900	750	410
тихохідний	45	Н	179…207 НВ	600	320	260

5.2 Вибір допустимого напруження на кручення

Проектний розрахунок валів виконується за напруженням кручення,  тобто при цьому не враховується  напруження згину, концентрація напруження і змінність напружень за часом. Тому для компенсації приблизності цього метода розрахунку допустимі напруження на кручення приймають заниженими. Для швидкохідних валів [t]_К=10 МПа; для тихохідних валів [t]_К=20 МПа. При цьому менше значення [t]_К приймається для швидкохідних валів, а більше значення для тихохідних.

Наприклад:

Для швидкохідного вала прийнято [t]_К=10 МПа; для тихохідного вала прийнято [t]_К=20 МПа.

5.3 Визначення геометричних параметрів ступенів валів

5.3.1 Визначення геометричних параметрів ступенів вала-черв’яка

(див. рисунок 5.1)

Рисунок 5.1 Типова конструкція швидкохідного вала одноступеневого черв’ячного редуктора.

1-а ступень під елемент відкритої передачі або напівмуфту

Діаметр вихідного кінця швидкохідного вала (перша ступінь)

                                                                  (5.1)

Отримане значення діаметру округлити по нормальному ряду чисел в більший бік (дивись додаток)

Формула для визначення довжини вихідного кінця вала (першої ступені) визначається за формулою, що залежить від елементу відкритої передачі або напівмуфти

 під зірочку                                                   l₁=(0,8…1,5)d₁                       (5.2)

під шків                                                       l₁=(1,2…1,5)d₁                       (5.3)

під шестерню                                              l₁=(1,0…1,5)d₁                                    (5.4)

під напівмуфту                                           l₁=(1,0…1,5)d₁                                    (5.5)

Отримане значення довжини округлити по нормальному ряду чисел до  найближчого значення (дивись додаток).

Наприклад:

1-а ступень під шків

=  = 36  мм

Прийнято d₁ = 36 мм

l₁=(1,0…1,5)d₁ = 1,2×36=43 мм

2- а ступень під ущільнення кришки з отвором і підшипник

Діаметр вала під підшипник (друга ступінь)

                                                                      (5.6)

Значення t приймається по таблиці 5.2 в залежності від діаметру d_1.

Отримане значення діаметру округлити до числа, яке закінчується на цифри 0 та 5

Довжина другої ступені вала

                                                                     (5.7)

Отримане значення довжини округлити по нормальному ряду чисел до  найближчого значення (дивись додаток).

Таблиця 5.2 Значення висоти буртика t і координати  фаски підшипника r

d	17…24	25…30	32…40	42…50	52…60	62…70	71…85
t	2	2,2	2,5	2,8	3	3,3	3,5
r	1,6	2	2,5	3	3	3,5	3,5

Значення висоти буртика t і координати  фаски підшипника r визначити в залежності від діаметра ступені d

Наприклад:

2- а ступень під ущільнення кришки з отвором і підшипник

 = 36+2×2,5 = 41 мм

Прийнято 40 мм

= 1,5×40 = 60 мм

Прийнято 60 мм

3-а ступень під черв’як

Діаметр вала під черв’яком

                                                (5.8)

Значення r приймається по таблиці 5.2 в залежності від діаметру d_2.