Расчет валов
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
1. РАСЧЁТ ВАЛОВ
Проектирование вала начинают с ориентировочного определения диаметра выходного конца его из расчёта на чистое кручение по пониженному допускаемому напряжению без учёта влияния изгиба:
где Мk - крутящий момент, Нмм; - допускаемое напряжение на кручение; для валов из сталей из сталей 40, 45, Ст. 6 принимают пониженное значение = 20 … 25 (Н /мм 2). Полученный результат округляют по ГОСТ 6636 - 69 до ближайшего значения из ряда R40: 10; 10,5; 11; 11,5; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 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; 140; 150; 160.
Примечание. В случае необходимости допускаются размеры: в интервале 12 до 26 мм - кратные 0,5; в интервале 26 до 30 - целые числа; в интервале 50 до 120 - размер 115 и размеры, оканчивающиеся на 2 и 8; в интервале 120 до 160 - кратные 5.
Для редукторов общего назначения рекомендуется изготовлять валы одинакового диаметра по всей длине; допуски на отдельных участках назначают в соответствии с требуемыми посадками деталей. Однако и применяют ступенчатую конструкцию вала для облегчения монтажа подшипников, зубчатых колёс и других деталей. Диаметр выходного конца вала редуктора не должен отличаться от диаметра вала электродвигателя больше чем на 20%. При выполнении этого условия соединение валов осуществляют стандартной муфтой.
Диаметр промежуточного вала определяют в опасном сечении в месте посадки шестерни, принимая = 10 … 20 Н /мм 2.
К концам вала диаметр под подшипники снижают, предусматривая в случае необходимости заплечики для фиксации в осевом направлении.
Наметив конструкцию вала и установив основные размеры его (диаметры участков, расстояния между серединами опор и плечи нагрузок), выполняют уточнённый проверочный расчёт, определяя расчётные коэффициенты запаса прочности n для опасных сечений:
полученное значение n должно быть не ниже В случае необходимости допускается снижение до 1,7 при условии выполнения специального расчёта вала на жёсткость.
В формуле (1.2) ns - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
где s-1 - предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба: для углеродистой стали s-1 = 0,43s В, для легированной s-1 = 0,35 s В + (70 120) Н/мм 2; ks - эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений (табл. 1.1 - 1.6); es - масштабный фактор для нормальных напряжений (табл. 1.7); b - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности Ra от 0,32 до 2,5 мкм принимают b = 0,970,90; sv - амплитуда цикла нормальных напряжений, равная наибольшему напряжению изгиба su в рассматриваемом сечении; sm - среднее напряжение цикла нормальных напряжений; если осевая нагрузка Ра на вал отсутствует или пренебрежимо мала, то принимают sm = 0;
1.1Значения ks и kt для валов с галтелями
Валы из стали, имеющей s в, Н/мм 260070080090010006007008009001000ksktДо 1,10,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,15 0,201,96 1,66 1,51 1,40 1,34 1,25 1,192,08 1,69 1,52 1,41 1,36 1,26 1,212,20 1,75 1,54 1,42 1,37 1,27 1,222,35 1,81 1,57 1,44 1,38 1,29 1,232,50 1,87 1,60 1,46 1,39 1,30 1,241,30 1,20 1,16 1,12 1,09 1,06 1,041,35 1,24 1,18 1,14 1,11 1,07 1,051,41 1,27 1,20 1,16 1,13 1,08 1,061,45 1,29 1,23 1,18 1,15 1,09 1,071,50 1,32 1,24 1,19 1,16 1,11 1,09Св. 1,1 до 1,20,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,15 0,202,34 1,92 1,71 1,56 1,48 1,35 1,272,51 1,97 1,74 1,58 1,50 1,37 1,292,68 2,05 1,76 1,59 1,51 1,38 1,302,89 2,13 1,80 1,62 1,53 1,40 1,323,10 2,22 1,84 1,64 1,54 1,41 1,341,50 1,33 1,26 1,18 1,16 1,10 1,061,59 1,39 1,30 1,22 1,19 1,11 1,081,67 1,45 1,33 1,26 1,21 1,14 1,101,74 1,48 1,37 1,30 1,24 1,16 1,131,81 1,52 1,39 1,31 1,26 1,18 1,15Св. 1,2 до 20,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,15 0,202,40 2,0 1,85 1,66 1,57 1,41 1,322,60 2,10 1,88 1,68 1,59 1,43 1,342,80 2,15 1,90 1,70 1,61 1,45 1,363,0 2,25 1,96 1,73 1,63 1,47 1,383,25 2,35 2,0 1,76 1,64 1,49 1,401,70 1,46 1,35 1,25 1,21 1,12 1,071,80 1,53 1,40 1,30 1,25 1,15 1,101,90 1,60 1,45 1,35 1,28 1,18 1,142,0 1,65 1,50 1,40 1,32 1,20 1,162,10 1,70 1,53 1,42 1,35 1,24 1,20
1.2 Значения ks и kt для валов с выточками
ks для валов из стали, имеющей s в, Н/мм 2kt для валов из стали, имеющей s в, Н/мм 2 6507008009001000 6507008009001000До 0,60,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,151,82 1,77 1,72 1,68 1,63 1,531,92 1,82 1,77 1,72 1,68 1,552,06 1,96 1,87 1,77 1,72 1,582,21 2,06 1,92 1,87 1,77 1,632,30 2,61 1,96 1,92 1,82 1,68До 1,10,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,151,29 1,27 1,25 1,21 1,18 1,141,32 1,30 1,29 1,25 1,21 1,181,39 1,37 1,36 1,32 1,29 1,211,46 1,43 1,41 1,39 1,32 1,251,50 1,48 1,46 1,43 1,37 1,29Св. 0,6 до 1,00,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,151,85 1,80 1,75 1,70 1,65 1,551,95 1,85 1,80 1,75 1,70 1,572,10 2,0 1,90 1,80 1,75 1,602,25 2,10 1,95 1,90 1,80 1,652,35 2,20 2,0 1,96 1,85 1,70Св. 1,1 до 1,20,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,151,37 1,35 1,32 1,27 1,23 1,181,41 1,37 1,36 1,32 1,27 1,231,50 1,47 1,46 1,41 1,37 1,271,59 1,55 1,52 1,50 1,41 1,371,65 1,62 1,50 1,55 1,47 1,37Св. 1 до 1,50,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,151,89 1,84 1,78 1,73 1,68 1,581,99 1,89 1,84 1,78 1,73 1,602,15 2,05 1,94 1,84 1,78 1,632,31 2,15 1,99 1,94 1,84 1,682,41 2,26 2,05 1,99 1,89 1,73Св. 1,2 до 1,40,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,151,40 1,38 1,35 1,30 1,25 1,201,45 1,42 1,40 1,35 1,30 1,251,55 1,52 1,50 1,45 1,40 1,301,65 1,60 1,57 1,55 1,45 1,351,70 1,68 1,65 1,60 1,52 1,40Св. 1,5 до 20,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,151,93 1,87 1,82 1,76 1,71 1,602,04 1,93 1,87 1,82 1,76 1,622,2 2,09 1,98 1,87 1,82 1,662,37 2,2 2,04 1,98 1,87 1,712,47 2,37 2,09 2,04 1,93 1,76
1.3 Значения kt и ks для валов с выточками
ksktдля валов из стали, имеющей sв, Н/мм 2 7008009001000 7008009001000Св. 0,05 до 0,152,02,022,122,351,751,831,902,0Св. 0,15 до 0,251,801,821,902,10Примечание. Момент сопротивления нетто: при изгибе
при кручении
1.4 Значения ks и kt для вала с одной шпоночной канавкой
Коэффициентыsв, Н/мм 2Примечание.
;6007008009001000ks1,61,751,801,902,0kt1,51,61,71,92,1
1.5 Значения ks и kt для шлицевых участков вала
ШлицыsВ, Н/мм 26007008009001000Прямобочныеks1,551,601,651,701,72kt2,352,452,552,652,70Эвольвентныеks1,551,601,651,701,72kt1,461,491,521,551,58
1.6 Значения для валов с напрессованными деталями при давлении напрессовки свыше 20 Н/мм 2
d, ммsВ, Н/мм 2600700800900100014 22 30 40 502,0 2,35 2,6 2,7 332,3 2,6 2,8 3,2 3,62,6 3,0 3,3 3,65 4,03,0 3,4 3,8 4,0 4,53,3 3,8 4,2 4,6 4,8Примечания.1. Для касательных напряжений
2. При давлении напрессовки 10 - 20 МПа значения снижать на 5 -15 %
.7 Значения es и et
СтальДиаметр вала d, мм2030405070100200Углеро- дистаяes et0,92 0,830,88 0,770,85 0,730,82 0,700,76 0,650,70 0,590,61 0,52Легированнаяes et0,830,770,730,700,650,590,52если же она достаточно велика, то
для углеродистых талей, имеющих sВ = 650 750 МПа (Н/мм 2), ys = 0,2; для легированных сталей ys = 0,25 0,30; nt