Ориентировочный расчет вала

Для выполнения ориентировочного расчета вала необходимо знать только величину крутящего момента, передаваемого валом. Наименьший диаметр вала равен (из расчета на чистое кручение):

, м

М₂ = М₁·u = 2,85·278,85 = 786,357 Н·м

где М ₂ – крутящий момент, Нмм;

[ τ ] – допускаемое напряжение на кручение, МПа, [ τ ]= 17,5 МПа.

мм

Полученное значение диаметра вала необходимо округлить до ближайшего большего значения по нормальному ряду диаметров по ГОСТ 8032 или более ранний (ГОСТ6636-69):

d_в = 42 мм

Имея значение минимального диаметра вала, переходят к его конструированию, т.е. определяют все диаметральные и линейные размеры вала.

Диаметральные размеры вала:

Диаметр вала под подшипниками качения:

d_п = d_в + (3…5), мм

d_п = 42 + 3 = 45 мм

Полученное значение диаметра вала под подшипники качения необходимо округлить до ближайшего большего значения из нормального ряда диаметров, кратного 5 мм.

Диаметр вала под колесом:

d_к = d_п + 5, мм,

d_к = 45 + 5 = 55 мм.

Максимальный диаметр вала (диаметр заготовки):

d_{max .} = d_к + 3, мм,

d_{max .} = 55 + 3 = 58 мм.

Выбираем по диаметру подшипник качения. Подшипник 309 ГОСТ 8338-75.

Шарикоподшипник радиальный однорядный (d = 45 мм, D = 100 мм, В = 25 мм)

Выбираем шпонку призматическую Шпонка 14-9-50 ГОСТ 23360-78. (b = 14 мм, h = 9 мм,, t₁ = 5,5 мм, t₂ = 3,8 мм, l = 50 мм).

Выбираем по диаметру вала шпонку на ступицу: Шпонка 16-10-50 ГОСТ 23360-78. (b = 16 мм, h = 10 мм, S = 0,4..0,6, t₁ = 6 мм, t₂ = 4,3 мм, l = 50 мм).

Линейные размеры вала определяют по эмпирическим зависимостям или путем расчета. Длину выходного конца вала рекомендуется назначать в пределах:

l_в = 1,6· dв,

l_в = 1,4·45 = 63 мм.

Длину посадочной поверхности под шестерню или зубчатое колесо (шкив) назначают равной или большей ширины венца (обода шкива). Принятую длину посадочной поверхности согласуют с рассчитанной, исходя из прочности шпоночного (шлицевого) соединения:

.

где h – высота шпонки;

t – размер шпоночного соединения;

[ σ ] _см – допускаемое напряжение смятия, для стали [ σ ] _см = 120 МПа.

l_k = 2·786,357/(50· (9 - 5,5) ·120) = 60 мм.

Длину посадочной поверхности под подшипник качения (l_П2) принимают равной ширине внутреннего кольца подшипника по каталогу.

Длину буртика вала Δ между посадочными поверхностями подшипника и колеса принимаем Δ ≈ 7 мм (так как по конструктивным соображениям обычно Δ ≈ 4…8 мм).

Диаметр поверхности для буртика принимают по размеру проката и, как правило, не обрабатывают.

Общая длина вала:

l_∑ = 2 l_П2 + l_k + l_в + Δ,

l_∑ = 50 + 60 + 63 + 7 = 180 (мм) = L.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: