Машиностроение \ Детали машин

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

Страницы работы

13 страниц (Word-файл)

Посмотреть все страницы

Скачать файл

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

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