Расчет диаметров валов

 

Основной внешней силой, действующей на вал редуктора с прямозубой цилиндрической передачей, является крутящий момент. Прочность вала, имеющего ступенчатую конструкцию в соответствии с заданием (см. рис. 3-5), лимитируется его цилиндрическим концом, где поперечное сечение наименьшее. Диаметр цилиндрического конца вала, обеспечивающий его прочность при кручении, рассчитывают по формуле:

,

где – допускаемые напряжения кручения, определяемые механическими свойствами материала вала, так, что

,

где – коэффициент, учитывающий как динамические условия работы, так и наличие шпоночного паза на валу. Рекомендуемое значение . При этом

В большинстве случаев (см. рис. 3-5) вал быстроходной ступени выполнен за одно целое с шестерней, следовательно, для него механические свойства материала уже определены. Материал вала зубчатых колес принимают ст. 35, 40, 45 и др. При выполнении расчетов будем принимать при необходимости сталь 45 (см. табл. 5).

В рассмотренном примере для ведущего вала получим:

;

.

Поскольку диаметр вала электродвигателя d_дв = 48 мм, то необходимо из условия их соединения муфтой согласовать диаметры обоих валов по условию, что .Этот диаметр соответствует устанавливаемому стандартом (см. табл. 7).

Для ведомого вала из стали 45 принимаем то же значения и рассчитываем

.

Принимаем стандартный размер d_{в 2} = 45 мм.

Остальные диаметры и линейные размеры вала (рис. 8) выбираем по примеру исполнения редуктора с учетом стандарта СЭВ 514-77 (см табл. 7):

- под уплотнения d_{y l} = 38 мм; d_{y 2} = 48 мм;

- под подшипники d_{n l} = 40 мм; d_{n 2} = 50 мм;

- под ступицу колеса d_{к 2} = 55 мм;

- длина цилиндра под ступицу колеса

^.

Принимаем l_{cm 2} = 80 мм;

- длины выходных концов валов:

^;

Принимаем l_{в 1} = 60 мм; l_{в 2} = 80 мм;

 

Рис. 8. Валы редуктора (а – ведущий; б – ведомый).