Предварительный расчет валов

Проектирование валов начинают с определения диаметра выходного конца вала из расчета его на чистое кручение по пониженному допускаемому напряжению без учета влияния изгиба по формуле [3, с.30]:

,

(52)

где Т – крутящий момент, Н×мм;

[t_k] – допускаемое напряжение на кручение.

Полученный результат d округляем до ближайшего большего значения из стандартного ряда:

10; 10,5; 11; 11,5; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 33; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 52; 55; 60; 63; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 110; 120; 125; 130; и далее через 10 мм. Для удобства соединения вала редуктора с валом электродвигателя стандартной муфтой соблюдают условие, чтобы диаметры соединяемых валов имели размеры, отличающиеся не более чем на 20%.

Определим диаметры валов.

Ведущий вал.

диаметр выходного конца при допускаемом напряжении для стали 45 с термообработкой [t_k]=25 МПа [3, с.30].

Так как вал редуктора соединен муфтой с валом электродвигателя, то необходимо согласовать диаметры ротора d_дв  двигателя и вала d_в1. Иногда принимают  d_в1= d_дв. Например, у выбранного электродвигателя диаметр вала может быть 42 или 48 мм. Примем d_дв=42 мм и d_в1=32 мм. Примем диаметр вала под подшипниками d_п1 =40 мм.

Ведомый вал.

Учитывая влияние изгиба вала от натяжения цепи, принимаем допускаемое напряжение на кручение несколько уменьшенным [t_k]=20 МПа. Определим диаметр выходного конца вала.

Диаметры отдельных участков валов назначим исходя из конструктивных соображений при компоновке редуктора.

Конструктивные размеры шестерни и вала

Вал-шестерню выполняют в тех случаях, когда расстояние от впадин зуба до шпоночного паза оказывается меньше указанного на рис. 8. Размер X для цилиндрических прямозубых и косозубых колес X ³2.5m (здесь m – модуль зуба). Размеры шестерни определены выше: d₁; d_f1; d_к1; b; t₂.

(53)

Рис. 8. Расстояние от впадин зубьев

до шпоночного паза.

Конструктивные размеры зубчатого колеса

Зубчатые цилиндрические стальные колеса малых диаметров (d_a≤200 мм) выполняют обычно коваными или штампованными; при больших диаметрах – литыми с диском или со спицами.

Выше расчетным путем определили размеры зубчатого колеса: d₂; d_а2; d_f2; b₂.

Остальные конструктивные размеры определяем по табл. 9 [3 с.33]:

Таблица 9

Конструктивные размеры зубчатых металлических колес

параметры	формулы
Диаметр ступицы стальных колес	dст≈1,6dв
Диаметр ступицы чугунных колес	dст≈1,6dв
Длина ступицы	lст≈(1,2÷1,5)dв
Толщина обода цилиндрических колес	δ0=(2,5÷4,0)mn
Толщина обода конических колес	δ0=(3.0÷4,0)mn
Толщина диска кованых колес	c=0.3b
Толщина диска штампованных колес	c=(0.2÷0.3)b
Толщина диска литых колес	c=0.2b
Диаметр центровой окружности	Dотв=0,5(Do+dст)
Диаметр отверстий
Толщина ребер	S=0,8c
фаска	n≈0.5mn

а)	б)
колесо кованое	колесо штампованное
в)	г)
колесо сварное	колесо литое

Рис. 9. Конструкции цилиндрических колес