- •Воронеж 2009
- •Введение
- •Конструкция валов
- •Элементы вала
- •Материалы валов и их термообработка
- •Критерии работоспособности и расчета валов
- •Расчетная схема и расчетные нагрузки
- •Определение сил в зацеплении закрытых передач
- •Определение консольных сил
- •Определение геометрических параметров ступеней валов
- •Определение размеров валов
- •Компоновка редуктора
- •Размеры, необходимые для выполнения компоновки
- •Порядок построения эскизной компоновки редуктора
- •Предварительный выбор подшипников качения
- •Порядок проектирования подшипниковых узлов
- •Выбор типа подшипника
- •Основные схемы установки подшипников
- •Размеры и основные размеры подшипников качения
- •Определение реакций в опорах подшипников и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов
- •Расчет диаметра вала в опасном сечении
- •Конструирование валов
- •Переходные участки
- •Посадочные поверхности
- •Расчет вала на сопротивление усталости (выносливость)
- •Справочные данные по коэффициентам концентрации напряжений
- •Расчет шпоночных соединений
- •Пример расчета шпоночного соединения
- •Оформление рабочего чертежа вала
- •Изображение детали
- •Линейные и диаметральные размеры
- •Допуски и посадки
- •Допуски формы и расположения поверхностей
- •Шероховатость поверхностей.
- •Разработка рабочих чертежей деталей редуктора
- •Изображение детали
- •Линейные размеры
- •Текстовая часть рабочего чертежа
- •Примеры разработки рабочих чертежей
- •Заполнение основной надписи конструкторской документации
- •Примеры расчётов валов привода
- •Расчёт валов двухступенчатого цилиндрического редуктора (пример 1)
- •Предварительная компоновка редуктора (представлена только расчётная часть)
- •Быстроходный вал
- •Промежуточный вал
- •Тихоходный вал
- •Тихоходный вал
- •Компоновка редуктора
- •Проектный расчет вала.
- •Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •Проверка вала на усталостную прочность
- •Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •Расчет шпоночного соединения.
- •Расчёт валов одноступенчатого цилиндрического редуктора (пример 3)
- •Предварительная компоновка редуктора
- •Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •Расчет валов на прочность
- •Расчет быстроходного вала редуктора
- •Расчет тихоходного вала редуктора
- •Расчет валов на жесткость
- •Расчет быстроходного вала
- •Расчет тихоходного вала
- •Расчёт валов двухступенчатого цилиндрического редуктора (пример 4)
- •Расчёт быстроходного вала-шестерни редуктора.
- •Расчёт вала на сопротивление усталости (выносливость)
- •Расчёт промежуточного вала-шестерни редуктора
- •Расчёт вала на сопротивление усталости (выносливость).
- •Расчёт тихоходного вала редуктора.
- •Ориентировочный расчёт вала.
- •Расчёт вала на сопротивление усталости (выносливость).
- •Библиографический список
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Тихоходный вал
Рисунок 87
Диаметр выходного конца тихоходного вала
мм.
Ближайший больший стандартный диаметр выходного конца вала dвал2 = 30м.
Диаметр вала под подшипниками качения:
d2= 30 + 2 ´ 2,2 = 34,4 мм.
Полученное значение диаметра вала под подшипник качения необходимо округлить до ближайшего большего значения из нормального ряда диаметров кратного 5 мм. Окончательно диаметр под подшипник d2= 35 мм.
Диаметр вала под колесом
d3 = d2 + 3,2r, мм,
где r – размеры фаски подшипника.
d3= 35 + 3,2 ´ 2 = 41,1 мм.
Округляем диаметр до ближайшего стандартного числа d3 = 40 мм.
Для предотвращения смещения ступицы вдоль оси обычно на валу выполняют уступ. Установка ступицы к уступу (заплечику) вала представлена на рисунке 87. Диаметр заплечика [1]:
d5 = d3 + 2t1 = d3 + 2(1,5…1,7)с1, мм.
d5 = 40 + 2 ´ 1,5 ´ 1,2 = 43,6 мм
Ближайший больший стандартный диаметр d5 = 45 мм.
Рисунок 88
Длину вала под ступицей рассчитываем по формуле [4]:
, мм.
мм.
Диаметр ступицы [4]:
, мм
мм.
Рассчитаем длину каждой ступени вала [4].
Для диаметра выходного конца [4]:
, мм
мм.
Длину ступицы рассчитаем [4]:
, мм.
Для диаметра под подшипники качения [4]:
, мм
мм.
Для диаметра вала под колесо , длина ступени определяется графически на эскизной компоновке редуктора.
Для диаметра под подшипники качения , длина ступени определяется в зависимости от выбора подшипника. выбираем шариковый радиальный однорядный подшипник особо легкой серии по ГОСТ 8338-75.
Условное обозначение: Подшипник 1000907 ГОСТ 8338-75.
Следовательно [4]:
, мм.
мм.
Компоновка редуктора
Толщина стенки для одноступенчатых цилиндрических редукторов [1]:
δ = (0,025aw + 1), мм.
По литейным требованиям минимальная толщина стенки δmin = 6,0 мм.
δ = (0,025 90 + 1) = 3,25 мм
По литейным требованиям минимальная толщина стенки δmin = 6,0 мм, поэтому выбираем δ = 6 мм.
Расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора:
до боковой поверхности вращающейся части [1]:
c =(1,0…1,2) δ, мм;
c =1,0 6 = 6 мм;
до боковой поверхности подшипника качения [1]:
c1 =(3…5), мм.
Выбираем c1 =3 мм.
Радиальный зазор от поверхности вершин зубьев:
до внутренней поверхности стенки редуктора [1]:
Рисунок 89
c5 = 1,2 δ, мм;
c5 = 1,2 6 7 мм
до внутренней нижней поверхности стенки корпуса [1]:
c6=(5÷10)m, мм.
c6=(5÷10) 3 = 15…30 мм
Выбираем c6 =20 мм.
Расстояние от боковых поверхностей элементов, вращающихся вместе с валом, до неподвижных наружных частей редуктора [1]:
с7 =(5÷8), мм.
Выбираем c7 =8 мм.
Ширина фланцев S, соединяемых болтом диаметром d [1]:
S=k+ δ +6, мм,
где k – размер, зависящий от диаметра болтов, соединяющих фланцы (таблица 18) [1].
Диаметр болтов
dболт 1,5 δ, мм.
dболт = 1,5 6 = 9 мм.
Выбираем болт М8. Тогда k=24:
S=24 + 6 + 6 = 36 мм
Так как диаметр D=55, то окончательно принимаем , тогда толщина фланца боковой крышки (рисунок 7, таблица 19) [1] h1= 6 мм.
Высота головки болта
h=0,8 h1, мм.
h=0,8 6 = 4,8 мм.
Рассчитаем диаметры [1]:
D1 = D + 2,5 d5
D2 = D1 + 2,0 d5
мм
мм
Толщина фланца втулки h2= h1, следовательно h2=6мм.
Габаритные размеры подшипников выбираем без расчёта по внутреннему диаметру (таблица 8.10.2) [5]. На данном этапе компоновки выбираются подшипники лёгкой или средней серии.
Выбираем:
для быстроходного вала выбираем: Подшипник 1000907 ГОСТ 8338-75.
(d = 35 мм, D = 55 мм, B = 10 мм);
для тихоходного вала Подшипник 1000907 ГОСТ 8338-75.
(d = 35 мм, D = 55 мм, B = 10 мм);
Рисунок 90– Накладные крышки подшипников
Используя вычисленные параметры и пользуясь рекомендациями разделов 2.7 и 2.8 [5] формируем эскизную компоновку редуктора.