Вправа №5 Визначення діаметрів валів

Мета роботи: визначення приблизних розмірів валів.

Завдання: згідно отриманих значень крутних моментів розрахувати приблизні значення діаметрів валів та визначити їх діаметри згідно нормального ряду діаметрів, а також скласти методику розрахунку. Методика розрахунку:

Приблизний діаметр валу визначається в залежності від крутного моменту на валу та матеріалу, з якого він виконаний.

Приблизний діаметр валу без урахування згинальних моментів складає, в мм:

d = ,

де [ ] - дотичні напруги, МПа

- крутний момент на валу, Н·м,

[ ] - 12÷14 (Сталь45), 15÷18 (Сталь 18х), 18÷20 (Сталь 40х) , ці дані приймаються заниженими, щоб компенсувати знехтуванням згинанням.

Після визначення приблизних значень діаметрів валів їх необхідно скорегувати в бік збільшення згідно до нормального ряду лінійних розмірів. Вписуємо отримані результати в таблицю 5.1.

Таблиця 5.1

Параметр Вали	Потужність, N, кВт	Кількість обертів, n, об/хв	Кутова швидкість, ω,рад/с	Крутний момент, М, Н·м	Діаметр валу, d,мм
1	2	3	4	5	6
Двигун
I вал
II вал
III вал
VI вал
V вал

Контрольні питання:

1. Чим відрізняється вал від осі?

2. Для чого призначені фаски?

3. Для чого призначені галтелі?

4. Який елемент обов’язково присутній на валу і відсутній на осі?

Вправа №6 Складання ескізів валів.

Мета роботи: навчитися проектування конструкції валів.

Завдання: згідно з розрахованим діаметром валу необхідно запроектуватита намалювати ескіз цього валу.

Методика проектування: згідно попередньої вправи учні вже визначили та вибрали з нормального ряду лінійних розмірів діаметр вала d₁, який може передати розрахований крутний момент з умов міцності на кручення діаметру валу d_min. На цьому участку вала повинна бути розташована шпонка, яка передає крутний момент на матачину полумуфти. При цьому d₁ > d_min. Розмір d₁ та всі наступні розміри приймаються згідно нормального ряду лінійних розмірів таблиця 6.1.

Для того, щоб матачина не совалась поздовж валу, потрібен упор, так званий буртик. З цією метою приймаємо наступний діаметр валу d₂ більший d₁ на 1÷5 мм. Діаметр валу під підшипник d₃ повинен бути кратним 5мм, але більшим, ніж d₂ – лише при цій умові внутрішнє кільце підшипника вільно буде проходити через лапки валу з діаметрами d₁ та d₂. В свою чергу, щоб внутрішнє кільце підшипника з d₃ не рухалось вздовж валу, проектуємо упор для нього за рахунок збільшення діаметру наступної ланки d₄ = d₃ + 1÷5мм. На цій ланці буде розташоване розпорне кільце, яке буде утримувати від пересування матачини вздовж осі валу. Діаметр валу під матачину приймаємо більшим, ніж діаметр валу на попередній ланці : d₅ = d₄ + 1÷5мм. Для попередження пересування матачини вздовж осі валу передбачаємо буртик з діаметром d₆ = d₅ + 2÷5мм. Наступні діаметри приймаємо конструктивно, а саме : d₇ = d₄ та d₈ = d₃ (див. рис. 6.1).

З метою зниження концентрації напруг в місцях переходу з одного діаметра на інший приймаємо значення галтелей R по табл. Відповідно до діаметрів вулу на кінцях валів визначаємо фаски 1.5÷3х45° - 2 фаски шириною 1.5÷3 мм під кутом 45° таблиця 6.2.

Посадочні діаметри d₁ та d₅ будуть використовуватись для наступних розрахунків при виборі шпоночного або шлицьового з’єднання.

Складаємо схему та проставляємо на ній розміри (дививись рисунок 6.1).

Таблиця 6.1

Нормальні лінійні розміри.

Таблиця 6.2

Рис. 6.1

Приблизна схема валу.

Контрольні питання:

1. Як визначається розмір фаски?

2. Як визначається розмір галтелі?

3. Чому вал має ступінчасту форму?

4. Чому наступний розмір валу більше ніж попередній?

5. Чому дорівнює діаметр валу під підшипник?