Курсовая работа / Расчеты / Проектирование корпуса и валов / 1_Проектирование_тихоходного_вала_C_02_20
.docxПроектирование тихоходного вала
Задание: Для зубчатого цилиндрического одноступенчатого редуктора:
1) Определить диаметральные и линейные размеры тихоходного вала
2) Определить силы, действующие в зубчатом зацеплении (Ft, Fr, Fa)
3)По полученным размерам сделать эскиз (в масштабе 1:1) тихоходного вала.
4)Составить расчетную схему вала
5)Определить реакции, действующие в опорах
6)Построить эпюры изгибающих и крутящего момента
7)Определить численные значения в характерных точках на эпюрах
8)Определить опасное сечение вала
9)Проверить опасное сечение вала на усталостную выносливость
(Примечание: Колесо с валом соединено с помощью стандартного шпоночного соединения, схема фиксации вала в опорах - враспор, материалом и обработкой вала задаться самостоятельно)
Исходные данные
№ |
Ф.И.О. |
Крутящий момент на валу – Т [Нмм]
|
Частота вращения вала – n [об/мин]
|
Ширина зубьев колеса – b [мм]
|
Делительный диаметр зубчатого колеса d[мм] |
Угол наклона зубьев колеса β⁰ |
|
|
Александров Всеволод Андреевич (В) |
400000 |
45 |
45 |
125 |
10 |
|
|
Анпилов Даниил Александрович (В) |
425000 |
100 |
55 |
135 |
12 |
|
|
Атрошенко Илья Алексеевич |
450000 |
70 |
28 |
170 |
13 |
|
|
Веденякина Валерия Сергеевна |
475000 |
100 |
24 |
140 |
15 |
|
|
Войтко Святослав Игоревич |
500000 |
125 |
38 |
180 |
8 |
|
|
Гао Цзинь (Ин) |
525000 |
40 |
55 |
155 |
10 |
|
|
Душкин Егор Максимович |
550000 |
450 |
68 |
185 |
12 |
|
|
Жаринов Данила Сергеевич |
600000 |
50 |
54 |
155 |
13 |
|
|
Ковалева Мария Александровна |
415000 |
155 |
48 |
175 |
15 |
|
|
Лузиков Дмитрий Дмитриевич |
435000 |
20 |
44 |
180 |
8 |
|
|
Мамедов Антон Рамизович |
650000 |
70 |
55 |
215 |
10 |
|
|
Мостовой Андрей Александрович |
675000 |
20 |
30 |
160 |
12 |
|
|
Николаев Дмитрий Михайлович |
700000 |
10 |
40 |
170 |
13 |
|
|
Осипова Наталья Олеговна (В) |
50000 |
70 |
50 |
200 |
15 |
|
|
Очиров Арслан Саналович |
75000 |
100 |
25 |
170 |
8 |
|
|
Прокопенко Илья Алексеевич |
100000 |
125 |
45 |
240 |
10 |
|
|
Сафонов Михаил Юрьевич |
115000 |
40 |
55 |
160 |
12 |
|
|
Сироткин Евгений Александрович |
225000 |
450 |
28 |
170 |
10 |
|
|
Соловьев Олег Сергеевич |
340000 |
50 |
30 |
200 |
12 |
|
|
Тарасов Илья Александрович |
170000 |
70 |
20 |
170 |
12 |
|
|
Тарханов Алексей Витальевич |
90000 |
100 |
25 |
240 |
13 |
|
|
Фатьянов Евгений Дмитриевич |
435000 |
100 |
24 |
140 |
15 |
Методика проектирования
Определение минимального диаметра вала
Допускаемые
напряжения кручения
в зависимости от частоты n
вращения вала для углеродистых сталей
-
n , об/мин
3000÷1500
1000÷600
500÷100
50÷10
, МПа
10÷15
15÷20
20÷25
30÷35
2) Определениедиаметра выходного конца вала
Прим. Диаметр выходного конца вала рекомендовано согласовать с рядом Ra40
3) Определение длины выходного конца вала
Прим. Длину выходного конца вала рекомендовано согласовать с рядом Ra40
4) Определение диаметра вала под уплотнение
t– высота буртика вала, которая выбирается в зависимости от диаметра выходного конца вала по нижеприведенной таблице
Обозначение параметра |
Численные значения, мм |
||||||
d |
17 ÷ 24 |
25 ÷ 30 |
32 ÷ 40 |
42 ÷ 50 |
52 ÷ 60 |
62 ÷ 70 |
71 ÷ 85 |
t |
2 |
2,2 |
2,5 |
2,8 |
3 |
3,3 |
3,5 |
В случае использования манжетных уплотнений размер dу необходимо согласовать со следующим ГОСТом
5) Определениедлины участка вала под уплотнение
где h – ширина уплотнения (h1, в зависимости от выбранного в пункте 4 манжетного уплотнения);
а – зазор безопасности (этот параметр выбирается по рекомендациям расчета корпусных элементов, но предварительно можно задать а=10 мм);
S – толщина крышки подшипника в месте посадки манжетного уплотнения (этот параметр выбирается по рекомендациям расчета корпусных элементов, но предварительно можно задать S=2…4 мм);
6) Определение диаметра вала под подшипник
В случае использования подшипников качения необходимо согласовать dп со следующим ГОСТом
В вышеприведенной таблице dп=d
7) Определениедлины участка вала под 1-ый подшипник
где B – ширина подшипника (в зависимости от выбранного подшипника по таблице в пункте 6);
а – зазор безопасности (этот параметр выбирается по рекомендациям расчета корпусных элементов, но предварительно можно задать а=10 мм);
Bм – ширина мазеудерживающего кольца (Мазеудерживающие кольца устанавливаются в случае небольшой окружной скорости в точке зацепления (при V≤2,5 м/с), их ширина выбирается в диапазоне 10…15 мм. При больших окружных скоростях (V>2,5 м/с)Bм=0)
Окружная скорость в точке зацепления – v=πdn/60000 [м/с]
где d – делительный диаметр зубчатого колеса
c - зазор 1…2 мм;
8) Определениедлины участка вала под 2-ой подшипник
где B – ширина подшипника (в зависимости от выбранного подшипника по таблице в пункте 6);
Bм – ширина мазеудерживающего кольца (Мазеудерживающие кольца устанавливаются в случае небольшой окружной скорости в точке зацепления (при V≤2,5 м/с), их ширина выбирается в диапазоне 10…15 мм. При больших окружных скоростях (V>2,5 м/с)Bм=0)
9) Определение диаметра вала под колесом
Примечание: диаметр вала под колесом берется на (1…3) мм больше диаметра вала под подшипник (полученный размер рекомендовано согласовать с рядом Ra40).
10) Определениедлины участка вала подколесом
Lст – длина ступицы колеса
Где b – ширина зубьев колеса
c - зазор 1…2 мм (в соответствии со значением выбранным в пункте 7);
11) Определение диаметра буртика дляупора колеса
tбк– высота буртика вала, которая выбирается в зависимости от диаметра вала под колесом по таблице приведенной в пункте 4.
Примечание: диаметр буртика дляупора колеса рекомендовано согласовать с рядом Ra40.
12) Определениедлины буртика дляупора колеса
а – зазор безопасности (в соответствии с пунктом 5)
Для обеспечения прочности буртика вала его длину не рекомендуется брать менее (3…4)мм
13) Определениедлины фаски на выходном конце вала
fвых– длина фаски вала, которая выбирается в зависимости от диаметра выходного конца вала (dвых) по нижеприведенной таблице
Обозначение параметра |
Численные значения, мм |
||||||
d |
17 ÷ 24 |
25 ÷ 30 |
32 ÷ 40 |
42 ÷ 50 |
52 ÷ 60 |
62 ÷ 70 |
71 ÷ 85 |
f |
1 |
1 |
1,2 |
1,6 |
2 |
2 |
2,5 |
Примечание: фаска на валу выполняется под углом 45⁰.
14) Определениедлины фаски на участке вала под 2-ой подшипник
fп– длина фаски вала, она выбирается в зависимости от диаметра вала под подшипник (dп) по таблице, приведенной в пункте 13.
Примечание: фаска на валу выполняется под углом 45⁰.
15) Определениеразмеров шпоночного паза на выходном конце вала
Размеры шпоночного паза: bв- ширина, t1в-глубина, выбираются по диаметру выходного конца вала (dвых) по нижеприведенной таблице.
Если диаметр выходного конца вала окажется на границе табличного диапазона, то рекомендуется выбирать вариант «до» этого значения.
Длина
шпоночного паза выбирается из пункта
4 Примечаний к нижеприведенной таблицев
соответствии со следующей рекомендацией
где Lвых – длина выходного конца вала
Примечание: Паз под шпонку рекомендовано располагать по центру участка вала.
16) Определениеразмеров шпоночного паза на участке вала под колесом
Размеры шпоночного паза: bшк- ширина, t1шк-глубина, выбираются по диаметру вала под колесом (dк) по таблице, приведенной в пункте 15.
Если диаметр выходного конца вала окажется на границе табличного диапазона, то рекомендуется выбирать вариант «до» этого значения.
Длина
шпоночного паза выбирается из пункта
4 Примечаний к таблице, приведенной в
пункте 15, в соответствии со следующей
рекомендацией
где Lк – длина участка вала под колесом
Примечание: Паз под шпонку рекомендовано располагать по центру участка вала.
Силы, действующие в зубчатом зацеплении:
Пример эскиза тихоходного вала:
