Вариант 1. Цилиндрическая зубчатая передача

Тема урока: «Расчет диаметров участков валов».

 

Выполним расчет валов.

 

Определяем диаметры участков для каждого из двух валов передачи. Минимально допустимый диаметр рассчитываем из условия прочности на чистое кручение без учета изгиба, используя заниженное значение допускаемого напряжения. Занижая допускаемое напряжение, мы завышаем диаметр вала, что позволит ближе подойти к реальному значению диаметра с учетом как кручения, так и изгиба вала.

Примем [t] = 30 МПа = 30 ^. 10⁶ Па.

 

Здесь возникают несколько вариантов для:

 

- цилиндрических,

 

- червячных,

 

- конических,

 

- ременных,

 

- цепных передач.

 

ВАРИАНТ 1. Цилиндрическая зубчатая передача.

 

1) Подбор участков быстроходного вала.

 

Минимальный диаметр определяем по формуле, причем крутящий момент Т выбираем для быстроходного вала из кинематических расчетов:

 

d = ^{3  16*Т} ×1000 =... мм

p ×[ t ]

 

 

Чтобы задать диаметры участков, рассмотрим эскиз вала. Длины участков пока не определены, поэтому их показываем условно.

 

 

Рис. 1. Эскиз быстроходного вала передачи.

 

По эскизу видно, что минимальный диаметр соответствует диаметру консольного участка.

 

Поэтому:

d1 = dmin = … мм.

 

Второй и шестой участки соответствуют шипам вала и предназначены для посадки подшипников качения. Подшипники качения стандартизуются исходя из диаметра внутреннего кольца. Этот диаметр не может быть произвольным, а представляет число, кратное пяти. Поэтому диаметры d2 и d6 выбираем больше диаметра d1 как ближайшее число кратное пяти.

 

Если ближайшее число отличается от d1 всего на 1-2 мм, то берите следующее число, кратное пяти. Например, d1 = 34 мм, тогда пропускаем число 35 мм и выбираем 40 мм.

 

d2 = d6 = … мм.

 

Третий и пятый участки предназначены для посадки шестерни. На самом деле это один участок. Его диаметр должен быть больше диаметров второго и шестого участков настолько, чтобы образовавшийся буртик на вале, смог бы удерживать подшипники от осевого перемещения. Шести мм для этого хватит – по 3 мм на сторону.

Тогда:

 

d3 = d5 = d2 + 6 = … мм.

 

Четвертый участок вала, на самом деле, является шестерней. Ее диаметр был рассчитан в предыдущем пункте 3.1. Тогда:

d4 = dш = … мм.

 

Разница между диаметром шестерни d4 и ее посадочным размером d3 = d5 настолько мала, что целесообразно шестерню выполнить заодно с валом. Такая единая деталь называется «вал-шестерня».

 

2) Подбор участков тихоходного вала. Минимальный диаметр:

d = ^{3  16 × T} ×1000 =... мм

p ×[ t ]

 

 

Чтобы задать диаметры участков, рассмотрим эскиз вала. Длины участков пока не определены, поэтому их показываем условно.

 

 

Рис. 2. Эскиз тихоходного вала редуктора.

 

Диаметры участков вала d1, d2, d6, d3, d5 определяем, применяя тот же принцип, что был использован при расчете диаметров участков быстроходного вала:

 

d1 = dmin = … мм.

 

d2 = d6 = … мм.

d3 = d5 = d2 + 6 мм = … мм.

 

Четвертый участок, на самом деле является зубчатым колесом передачи.

 

Домашнее задание:

1. Изучите расчет диаметров валов

2. Выполните рисунок и запишите последовательность расчета в тетрадь