Ориентировочный расчет и конструирование валов

 

Ориентировочный расчет валов производится на ранней стадии проектирования, когда изгибающие моменты еще не определены. Расчет выполняют на чистое кручение по пониженным допускаемым напряжениям [τ_к] и определяют диаметры отдельных ступеней валов.

Основным материалом для валов служат термически обрабатываемые среднеуглеродистые стали 35, 40, 45 или легированные – 40Х, 40ХН и др.

Входной вал

Диаметр входного конца вала (рис. 4), мм,

,                            (3.79)

где Т₁ – вращающий момент на валу, Н·мм;

[ τ_к ] =20 МПа – допускаемое напряжение кручения для среднеуглеродистых сталей 35, 40, 45.

Рисунок 4 – Схема входного вала

 

мм.

Диаметр вала под уплотнение, мм

                                       ,                                (3.80)

где t =2,5 – высота буртика, мм.

мм.

Округляем по таблице П.7[2]:

мм.

Диаметр вала d_п в месте посадки подшипника может быть равен диаметру вала под уплотнением или больше его, но кратен пяти:

мм.

Между подшипником и шестерней на том же диаметре, что и подшипник, располагают разделительное кольцо. Диаметральные размеры кольца определяются из условия контакта его торцов с шестерней и внутренним кольцом подшипника.

Диаметр разделительного кольца со стороны подшипника, мм

                                       ,                               (3.81)

где r = 2,5 – координата фаски подшипника,мм.

мм.

Подбираем ближайшее стандартное значение по таблице П.7[2]:

мм.

Диаметр вала под шестерней d_k выбирается из П.8[2] и должен соответствовать условию:

                                        > ,                                 (3.82)

d _к = 45мм.

Диаметр разделительного кольца со стороны шестерни, мм

                                      ,                               (3.83)

где f =1,2– размер фаски, мм.

d _б.к = 50 мм.

3.3.2 Выходной вал

Диаметр входного конца вала (рисунок 5), мм,

,                            (3.84)

где Т₂ – вращающий момент на валу, Н·мм.

 

мм.

Диаметр вала под уплотнение, мм

                                       ,                                (3.85)

где t =3 – высота буртика, мм.

 мм.

мм

 

Рисунок 5 – Схема выходного вала

Диаметр вала d_п в месте посадки подшипника может быть равен диаметру вала под уплотнением или больше его, но кратен пяти:

мм.

Между подшипником и колесом на том же диаметре, что и подшипник, располагают разделительное кольцо. Диаметральные размеры кольца определяются из условия контакта его торцов с колесом и внутренним кольцом подшипника.

Диаметр разделительного кольца со стороны подшипника, мм

                                       ,                               (3.86)

где r = 3 – координата фаски подшипника, мм.

мм.

Подбираем ближайшее стандартное значение по таблице П.7[2]:

мм.

Диаметр вала под шестерней d_k выбирается из П.8[2] и должен соответствовать условию:

                                        > ,                                 (3.87)

d _к = 75 мм.

Диаметр разделительного кольца со стороны колеса, мм

                                      ,                               (3.88)

где f =2 – размер фаски, мм.

Выбор подшипников качения

Подшипники качения выбраны в зависимости от диаметров валов, начиная с легкой серии.

Входной вал: подшипники радиально – упорные, однорядные, легкой серии, 2шт, параметры в таблице 3.

 

Таблица 3 – Параметры подшипника для входного вала

Условное обозначение подшипника	36208
Наружный диаметр D1, мм	80
Внутренний диаметр dп1, мм	40
Ширина В1, мм	18
Статическая грузоподъёмность Сor1, кН	23,2
Динамическая грузоподъёмность Сr1, кН	38,9

Выходной вал: подшипники радиальные, однорядные, легкой серии, 2шт, параметры в таблице 4.

 

Таблица 4 – Параметры подшипника для выходного вала

Условное обозначение подшипника	36212
Наружный диаметр D2, мм	110
Внутренний диаметр dп2, мм	60
Ширина В2, мм	22
Статическая грузоподъёмность Сor2, кН	39,3
Динамическая грузоподъёмность Сr2, кН	61,5