6.1. Початкові дані для розрахунку валів

Всі початкові дані зводимо в табл. 6.2:

Таблиця 6.2.

Розрахункові параметри	Позн.	Розм.	Числові значення
			1		2		2'		3
Ресурс роботи	Lh	год	5256
Частота обертання	n	об/хв.	2880		918			200
Модуль	me	мм	2,00		2,00	2,00		2,00
Ширина колеса	b	мм	18,00	18,00		50,00		45,0
Ділильний діаметр	d, dе	мм	42	132		33,10		146,90
Діаметр вершин зубців	da, daе	мм	45,81	133,21		37,10		150,90
Діаметр западин зубців	df, dfе	мм	37,43	130,54		28,10		141,90
Міжосьова відстань	aw	мм	-			90,00
Крутний момент	Te	Н·мм	0,022·106	0,065·106				0,288·106
Колове зусилля	Ft	Н	1132			3921
Радіальне зусилля	Fr	Н	393	125		1476
Осьове зусилля	Fa	Н	125	393		1039

6.2. Проектний розрахунок валів

Із умови міцності на кручення:

, , (6.1)

визначаємо діаметр вала:

, (6.2)

де W_p – полярний момент опору;

d_p – діаметр вала у розрахунковому перерізі: у ролі розрахункових виступають перерізи вихідних кінців валів (хвостовиків);

[τ] – занижене значення допустимого напруження: для ведучого вала приймають [τ]=(20...25) МПа, для веденого вала – [τ] = (30...35) МПа.

Діаметри вихідних ділянок валів погоджують із стандартом [1, табл. 6.1]. 6.1). Більш технологічними є циліндричні вихідні кінці.

Для вихідної ділянки ведучого вала діаметр d_p треба приймати із такого співвідношення:

, (6.3)

де d_дв – діаметр вала електродвигуна.

мм.

6.2.1 Ведучий вал

Н·мм;

[τ]=(20...25) МПа;

Приймаємо [τ]=23 МПа;

мм;

Враховуючи розмір діаметру вала електродвигуна мм, приймаємо мм.

мм.

Згідно [1, табл. 6.1] ГОСТ 12080-66 вибираємо параметри вихідної частини валу:

Таблиця 6.3

d	l	r	c
28	60	1,6	1,0

Зобразимо ескіз вала:

Рис.6.1 Ескіз ведучого валу

Осьові розміри валу встановлюємо на основі компоновочного ескізу передачі.

Попередньо призначаємо підшипник 7208.

6.2.2. Проміжний вал

Н·мм;

[τ]=(15...20) МПа;

Приймаємо [τ]=18 МПа;

_мм;

Приймаємо мм.

Ескіз проміжного валу:

Рис.6.2 Ескіз проміжного валу

6.2.3 Ведений вал

Н·мм;

[τ]=(30…35) МПа;

Приймаємо [τ]=33 МПа;

мм;

приймаємо мм.

Згідно [1, табл. 6.1] ГОСТ 12080-66 вибираємо параметри вихідної частини валу:

Таблиця 6.4

d	l	r	c
36	80	2,0	1,6

Ескіз вала веденого зображений на рис.6.3:

Рис.6.3 Ескіз вала веденого

6.3. Призначення і розрахунок шпонок

Застосовуємо призматичні шпонки із округленими торцями (рис.6.4).

Вибрану шпонку перевіряємо на зминання бокових граней шпонки або пазу:

. (6.4)

Тут d – діаметр посадочного місця вала;

l_р – розрахункова довжина шпонки: l_р = l – b (виконання 1), l_р = l – 0,5b (виконання 2). (Див. табл. 6.3)

;

Рис.6.4 Ескіз шпонки

6.3.1. Ведучий вал

Н·мм; мм;

мм; мм;мм;мм;мм;

мм;

МПа;

6.3.2. Проміжний вал

_{Шпонка під зубчасте колесо:}

Н·мм;

мм;

мм; мм;мм;мм;мм;

мм;

МПа;

6.3.3. Ведений вал

_{1. Шпонка для хвостовика:}

Н·мм;

мм;

мм; мм;мм;мм;мм;

мм;

МПа;

_{2. Шпонка під зубчасте колесо:}

Н·мм;

мм;

мм; мм;мм;мм;мм;

мм;

МПа;

Умова міцності шпонки не виконується.

Призначаємо дві шпонки для даного валу, які будуть розташовані діаметрально-протилежно, і тоді:

МПа;

Умова міцності шпонок виконується.

6.4. Визначення опорних реакцій та побудова епюр згинальних моментів

6.4.1. Ведучий вал

Зусилля зачеплення прикладаємо в серединних площинах коліс. Опорні реакції прикладаємо в центрах опор.

F_t1=1132Н; F_r1=393Н; F_a1=125Н; Т_1е=0,022·10⁶ Н·мм.

Визначаємо відстані між характерними ділянками валу:

Для підшипника 7208 ГОСТ 27365-87: d=40мм; D=80мм; Т=20; α=13°.

Згідно ескізної компоновки: а=101 мм; b=84 мм; с=23мм;

Рис. 6.4. Епюри моментів ведучого вала

Попередньо приймаємо втулко-пальцеву пружну муфту (ГОСТ 2142-75) для якої при діаметрі валу d_в= 28мм – D = 84мм.

Величина неврівноваженого зусилля для пружної втулково-пальцевої муфти:

(6.5)

Визначаємо опорні реакції:

вертикальна площина:

виконуємо перевірку:

горизонтальна площина:

виконуємо перевірку:

сумарні опорні реакції:

Епюри згинальних моментів:

вертикальна площина:

переріз А:

переріз С:

горизонтальна площина:

переріз С:

Сумарні згинальні моменти:

переріз А:

переріз С:

переріз В: