3. Расчёт Валов

3.1. Выбор материала валов

Для изготовления вала-шестерни выберем термически обработанную сталь 40ХН. Для изготовления вала под колесо выберем термически обработанную сталь 40Х. Определим ее характеристики [4, табл. 3.2, с. 50]: термообработка – улучшение, твердость –270-300HB , , ;

3.2. Выбор допускаемых напряжений на кручение

Проектный расчет валов выполняется по напряжениям кручения (как при чистом кручении), т.е. при этом не учитывают напряжения изгиба, концентрации напряжений и переменность напряжений во времени (циклы напряжений). Поэтому для компенсации приближенности этого метода расчета допускаемые напряжения на кручение применяют заниженными: . При этом большие значения – для быстроходных валов, меньшие – для тихоходных.

3.3. Определение геометрических параметров ступеней валов

Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней которого зависят от размеров установленных на вал деталей.

Проектный расчет ставит целью определить ориентировочно геометрические размеры каждой ступени вала: ее диаметр d и длину L.данные расчета занесем в таблицу 3.1.

Р исунок 2 ─ К определению расстояния между опорами вала

Табл. 3.1.

Ступень вала и ее параметры d и L		Вал-шестерня	Вал-колесо
1-я под элемент открытой передачи или полумуфту		где ─ вращающий момент на валу. Принимаем	Принимаем
		─ под полумуфту мм принимаем	─ под полумуфту
2-я под уплотнение крышки с отверстием и подшипник		округляем до ближайшего значения диаметра внутреннего кольца подшипника, мм	мм
		мм	мм
3-я под шестерню, колесо		принимаем	принимаем мм.
		Определяется графически по эскизной компоновке
4-я под подшипник
5-я упорная или под резьбу		Не конструируют		Ступень можно заменить распорной втулкой
				определяется графически

Таблица 3.1

3.4. Предварительный выбор подшипников качения

В соответствии с табл.7.2 [4, с. 111] определяем тип, серию, и схему установки подшипников. Для быстроходного и тихоходного валов принимаем подшипники шариковые радиально-упорные типа 36000, легкой серии с углом контакта , схема установки враспор. Из табл. 7.10.3 [2, с. 107] выберем основные параметры подшипника 36308:

3.5. Проверочный расчет валов

- ведущий вал:

1. Схема ведущего вала

Опорные реакции в вертикальной плоскости (см. рис. 1):

Н

Н

Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

Н

Н

Определяем полные поперечные реакции:

Н,

Н.

Определяем изгибающие моменты в характерных точках вала:

в вертикальной плоскости:

а) в сечении под левым подшипником

.

б) в сечении под муфтой

в горизонтальной плоскости:

а) в сечении под левым подшипником

б) в сечении под муфтой

Суммарный изгибающий момент в характерных участках вала:

а) в сечении под левым подшипником

б) в сечении под муфтой

Эквивалентный момент от изгиба и кручения:

а) в сечении под левым подшипником

б) в сечении под муфтой

Определяем расчетные диаметры вала в характерных участках:

а) в сечении под левым подшипником

б) в сечении под муфтой

- ведомый вал

2. Схема ведомого вала.

Опорные реакции в вертикальной плоскости (см. рис. 2):

Н

Н

Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

Н

Н

Определяем полные поперечные реакции:

Н

Определяем изгибающие моменты в характерных точках вала:

в вертикальной плоскости:

а) в сечении под правым подшипником

б) в сечении под колесом

в горизонтальной плоскости:

а) в сечении под правым подшипником

б) в сечении под колесом

Суммарный изгибающий момент в характерных участках вала:

а) в сечении под правым подшипником

б) в сечении под колесом

Эквивалентный момент от изгиба и кручения:

а) в сечении под правым подшипником

б) в сечении под колесом

Определяем расчетные диаметры вала в характерных участках:

а) в сечении под правым подшипником

б) в сечении под колесом