Все полученные Значения параметров, без указаний, округляют до ближайшего большего стандартного числа по гост 6636-69 (целого четного или кратного 5)

1. Проектировочный расчет вала

1.1.

b

Выбираем материал вала

Для изготовления вала принимаем сталь 45 с [τ_к] = 20 МПа;. [σ_-1и]= 65 МПа.

1.2. Определяем диаметр вала в месте установки звездочки из расчета на кручение (мм):

= 10·____________=__________

Округляем значение диаметра до ближайшего большего стандартного: 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 53; 56; 60; 63; 67; 71; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 110; 120; 125; 130; 140; 150; 160; 170; 180; 190; 200; 210; 220; 240; 250; 260; 280.

Принимаем диаметра вала в месте установки звездочки

d _в = ____________________мм

1.3. Определяем диаметр вала в местах расположения подшипников (мм):

d _П = d _в + 2· t = _________________________________________________________

где t ― высота заплечика подшипника, выбирается из таблицы 15. Расчетное значение d _П округляют до ближайшего большего числа делящегося на «5».

1.4. Определяем диаметр вала в месте установки зубчатого колеса (мм):

d _К = d _П + 3· r = ________________________________________________________

где r ― координата фаски подшипника, выбирается по таблице 15.

1.5. Определяем длину посадочного конца вала под звездочку (мм):

l _МТ = 1,5· d _в = ________________________________________________________

1.6. Определяем длину промежуточного участка тихоходного вала (мм):

l _КТ = 1,2· d _П = ________________________________________________________

1.7. Определяем диаметр наружной резьбы конического конца вала (мм):

d _рез = 0,9·[ d_B – 0,1 l _МТ ] = ________________________________________________

Примечание: Входной и выходные валы редукторов имеют цилиндрические или конические консольные участки для установки полумуфт, шкивов, звездочек, зубчатых колес. Размеры консольных участков стандартизированы: ГОСТ 12080-66 «Концы валов цилиндрические» ГОСТ

Таблица 15. Справочные параметры для конструирования вала

Параметры	Значения, мм
dВ	17-22	24-30	32-38	40-44	45-50	52-58	60-65	67-75	80-85	90-95
t цил	3,0	3.5	3,5	3,5	4,0	4,5	4,6	5,1	5,6	5,6
t кон	1,5	1,8	2,0	2,3	2,3	2,5	2,7	2,7	2,7	2,9
r	1,5	2,0	2,5	2,5	3,0	3,0	3,5	3,5	2,7	4,0

 

1.8. Эскизная разработка конструкции вала и оценка его размеров по чертежам

(рис. 4, рис. 5, а)

l ₂ = l ₃ = b ₂ /2+(20…30) мм

l ₂ = l ₃ =______________,

l ₁ = l ₂ +(10…20) мм

l ₁ =_________________

 

 

Конструктивно назначаем l ₁ =_________мм, l ₂ = ________мм, l ₃ __________мм.

 

 

2. Проверочный расчет вала (рис. 5)

2.1. Определяем силы, действующие на вал (Н): из условия задачи известны

F_t =________________________________, F_r =____________________________

F_a =________________, F _А= F _цеп = 125· =____________________________

Силу F _А, с которой цепная передача действует на вал, раскладываем на составляющие в вертикальной и горизонтальной плоскостях (рис. 5, б)

F _Ау = F _А·sinΘ= F _А·sin30º =______________________________________________

F _Аx = F _А·cosΘ= F _А·cos30º =_____________________________________________

2.2. Определяем изгибающие моменты в опасных сечениях[2] вала и строим эпюру в вертикальной плоскости (рис. 5, в):

a). определяем реакции опор (Н)

∑ М _Б = 0; - F _Ау · l ₁ - F_t · l ₂ + R _Гу ·(l ₂ + l ₃ ) = 0; R _Гу = (F _Ау · l ₁ + F_t · l ₂ )/(l ₂ + l ₃ );

R _Гу =________________________________________________________________

∑ М _Г = 0; - F _Ау ·(l ₁ + l ₂ + l ₃ )+ R _Бу ·(l ₂ + l ₃ )+ F_t · l ₃ = 0; R _Бу =[ F _Ау ·(l ₁ + l ₂ + l ₃ ) - F_t · l ₃ ]/(l ₂ + l ₃ )

R _Бу =________________________________________________________________

b). определяем значения изгибающих моментов в опасных сечениях (Н·м)

точка Б, сеч. I-I, справа, М _хБ = F _Ау · l ₁ =____________________________________

точка В, сеч. III-III, справа, М _хВ = F _Ау ·(l ₁ + l ₂ )- R _Бх · l ₂ =________________________

точка В, сеч. III-III, слева, М _хВ = R _Гу · l ₃ =__________________________________

2.3. Определяем изгибающие моменты в опасных сечениях вала и строим эпюру в горизонтальной плоскости (рис. 5, г):

a). определяем реакции опор (Н)

∑ М _Б = 0; - F _Ах · l ₁ + F_r · l ₂ + F_а · d ₂/2+ R _Гх·(l ₂ + l ₃ ) = 0; R _Гх =(F _Ах · l ₁ - F_r · l ₂ - F_а · d ₂/2)/(l ₂ + l ₃ )

R _Гх =________________________________________________________________

∑ М _Г = 0; - F _Ах ·(l ₁ + l ₂ + l ₃ )+ F_r · l ₃ + F_а · d ₂/2 = 0;

R _Бх =[ F _Ах ·(l ₁ + l ₂ + l ₃ ) + F_r · l ₃ + F_а · d ₂/2]/(l ₂ + l ₃ ) =______________________________

R _Бх =________________________________________________________________

b). определяем значения изгибающих моментов в опасных сечениях (Н·м)

точка Б, сеч. I-I, справа, М _уБ = F _Ах · l ₁ =____________________________________

точка В, сеч. III-III, справа, М _уВ = F _Ах ·(l ₁ + l ₂ )- R _Бу · l ₂ =________________________

точка В, сеч. III-III, слева, М _уВ = R _Гх · l ₃ =___________________________________
2.4 Определяем крутящие моменты в опасных сечениях вала (Н·м) и строим эпюру: передача вращающего момента происходит вдоль вала от середины ступицы колеса до середины ступицы звездочки (рис. 5, д)

М _кВ = М _кБ = М _кА = М ₂ =_________________________________________________

2.5 Определяем эквивалентный изгибающий момент в точке Б (Н·м), используя гипотезу максимальных касательных напряжений

________________________________________

2.6 Определяем диаметр посадочного места под подшипник (мм) из упрощенного проверочного расчета вала на усталость по формуле:

= __________

Сравниваем расчетный диаметр посадочного места под подшипник (см. п. 2.6) с принятым из конструктивных рекомендаций (см. п. 1.3) d_рБ ≤ d _П[3] _____________

3 Определяем эквивалентный изгибающий момент в точке В (Н·м), используя гипотезу максимальных касательных напряжений

________________________________________.

4 Определяем диаметр посадочного места под зубчатое колесо (мм) из упрощенного проверочного расчета вала на усталость по формуле:

= __________

Сравниваем расчетный диаметр посадочного места под колесо (см. п. 2.8) с принятым из конструктивных рекомендаций (см. п. 1.4) d_рВ ≤ d _К[4]; ____________

Таблица 16

Параметры ведомого вала зубчатой передачи