Проектный расчет валов.

Произведем ориентировочный расчет входного, промежуточного и выходного валов по формулам таблица 4.3.1 [1.]

4.1. Расчет ведущего вала (быстроходного)

4.1.1. Допускаемое напряжение на кручение:

[t_к] = 20 МПа (по рекомендациям 20…40 МПа) [1].

4.1.2. Диаметр ведущего вала:

расчетное значение диаметра вала по [1]

где - крутящий момент, равный вращающему моменту на валах, нм

округляем значение диаметра по ГОСТ до 20 мм.

4.1.3. Диаметр под уплотнение и под подшипник:

d_п21 = d_п22 =d₂+2 ×t = 20+2,2 ×2 = 24,4 мм;

Здесь (по таблице из [1]) t = 2,2 мм, r = 2 мм, f = 1.

Значения d_п1 должны быть кратны 5, поэтому принимаем d_п1 =25 мм

l_п1 = l_п3=1,5 d_п1=1,5 25=40 мм.

l_п3=В подшипник - определяется графически.

4.1.4. Диаметр вала цилиндрической части :

d_б2 = d_п + 3,2 r5 =25+3,2 2,2=32,07 мм, принимаем d_б2 =34 мм. l _б- определяется по эскизной компоновке.

Расстояние между опорами вала примем равным диаметру колеса, то есть примерно 150 мм.

4.1.5. Длина входного конца вала по [3]:

l_вх=(1,2…1,5) d₂ =1,4 20=28 мм.

4.2. Расчет ведомого (тихоходного) вала

4.2.1. Допускаемое напряжение на кручение:

[t ] _к = 20 Н/мм

4.2.2. Диаметр выходного конца ведомого вала :

Принимаем d₄ = 45 мм.

4.2.3. Диаметр под уплотнение и под подшипник:

d_п41=d_п42=d₄+2 ×t=45+2 ×2,8=50,6мм=50мм. Здесь (по таблице [1] t =2 .5 мм, r = 2,5 мм,

l_п41 = l_п42=1,5 d_п41=1,5 50=75 мм.

l_п43=В подшипник - определяется графически.

4.2.4. Диаметр буртика вала:

d_б = d_п + 14 = 50 + 14 = 69 мм

4.2.5. Диаметр вала в месте посадки цилиндр колеса:

d_б4 = d_п + 3,2 r5 =50+3,2 3=59,6 мм, принимаем d_б4 =60 мм

4.2.6. Длина цилиндрической части колеса:

L_к = d_в = 69 мм

4.2.7. Длина ступицы цилиндр колеса и ее диаметр:

l_ст = (1,2......1,8)d_к= 1,5d_к =1,5 45 =67 мм

d_ст = (1,6......1,8)d_к = 1,78d_к =1,8 45 = 95 мм

4.2.8. Длина выходного конца вала:

l = 1,0 d₄ = 1,0 45 = 45 мм

4.3.1. Расчет промежуточного вала

4.3.2. Диаметр вала :

округляем значение диаметра по ГОСТ до 30 мм., отсюда имеем

диаметр под подшипник:

d_п21 = d_п22 =d₃ = 30 мм;

l_п31 = l_п32=1,5 d_п1=1,5 30=45 мм.

l_п3=В подшипник - определяется графически.

4.3.3. Диаметр вала цилиндрической части :

d_б3 = d_п3 + 3,2 r5 =30+3,2 2,0=36,4мм.=38мм.

4.4. Подбор подшипников.

4.4.1. Подбор подшипников для быстроходного вала.

Для быстроходного вала по рекомендациям для конической передачи по [1] примем предварительно подшипники роликовые конические 7205 легкой серии. Схема установки подшипников – враспор. Из таблицы П11 [1] выписываем: d = 25 мм, D = 52 мм, Т = 16,5 мм, e = 0,36 . Расстояние между заплечиками вала по компоновочной схеме l_ст.=50 мм Тогда расстояние между широкими торцами наружных колец подшипников:

l_П = l_ст + 2Т = 50 + 2×16.5 = 83 (мм)

Смещение точки приложения радиальной реакции от торца подшипника:

Искомое расстояние l_б равно:

l_б = l_П – 2а = 83 - 2×10» 63 (мм)

4.4.2. Подбор подшипников для промежуточного вала.

Для промежуточного вала так же примем подшипники роликовые конические 7206 легкой серии. Схема установки подшипников – враспор. Из таблицы П11 выписываем: d = 30 мм, D = 62 мм, Т = 21,5 мм, e = 0,365 . Расстояние между заплечиками вала по компоновочной схеме l _б = 95 мм Тогда расстояние между широкими торцами наружных колец подшипников:

Смещение точки приложения радиальной реакции от торца подшипника:

l₃ равно:

l₃ = l_П – 2а = 138- 2×19,6 » 98 (мм)

4.4.3. Подбор подшипников для тихоходного вала.

Для тихоходного вала примем подшипники роликовые радиальные 2209 средний серии. Схема установки подшипников – с одной фиксирующей опорой. Из таблицы П10 выписываем: d = 45 мм, D = 85 мм, В = 19 мм. Расстояние между заплечиками вала по компоновочной схеме l₇ = 95 мм

l_Т = l₇ + В= 95+19 =114 (мм)