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

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

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

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.