Курсовая работа Геометрическое черчение Проекционное черчение Изучение резьбовых соединений Соединение деталей Эскизы и рабочие чертежи деталей Техническая механика

Курс лекций Инженерная графика Детали машин и основы конструирования

Расчет валов

Проектирование вала начинают с определения диаметра выходного конца eго из расчета на чистое кручение по пони­женному допускаемому напряжению без учета влияния изгиба

где Т — крутящий момент, Н×мм; [tк] — допускаемое напряже­ние на кручение; для валов из сталей 40, 45, Ст6 принимают пониженное значение [tк] = 15¸20 МПа (Н/мм2). Полученный результат округляют до ближайшего большего значения из стандартного ряда; 10; 10,5; 11;  11,5; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 20: 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 33; 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 и далее через 10 мм.

П р и м е ч а н и е. В случае необходимости допускаются диаметры: в интервале or 12 до 26 мм — кратные 0,5: в интервале 26 — 30 — целые числа; в интервале 50 — 110 — размеры, оканчивающиеся на 2 и 8, далее — размеры, кратные 5.

Для редукторов общего назначения рекомендуется изготовлять валы одинакового диаметра по всей длине: допуски на отдельных участках вала назначают в соответствии с требуе­мыми посадками насаживаемых деталей. Однако для облег­чения монтажа подшипников, зубчатых колес и других дета­лей применяют и ступенчатую конструкцию вала. Для удобства соединения вала редуктора с валом электродвигателя стандарт­ной муфтой соблюдают условие, чтобы диаметры соединяе­мых валов имели размеры, отличающиеся не более чем на 20%.

В большинстве механизмов движущие силы и силы сопротивления в течение времени установившегося движения непостоянны. Поэтому для определения коэффициента полезного действия подсчитывают работу всех движущих сил и производственных сопротивлений за один полный цикл времени установившегося движения машины.

Наметив конструкцию вала, установив основные размеры его (диаметры и длины участков вала, расстояния между сере­динами опор и др.), выполняют уточненный проверочный расчет, заключающийся в определении коэффициентов запаса прочности s в опасных сечениях:

Расчетное значение s должно быть не ниже допускаемого [s] = 2,5.

При условии выполнения специального расчета вала на жесткость допускается снижение [s] до 1,7.

В формуле (8.17) ss — коэффициент запаса прочноcти по нор­мальным напряжениям,

где s-1 — предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба; для углеродистых конструкционных сталей s-1 = 0,43sв; для легированных s-1 = 0,35sв + (70¸120) МПа; ks — эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений (табл. 8.2 — 8.7); es — масштабный фактор для нор­мальных напряжений (табл. 8.8); b — коэффициент, учитываю­щий влияние шероховатости поверхности : при Rа — 0,32¸2,5 мкм принимают b = 0,97¸0,90; sv — амплитуда цикла нормальных напряжений, равная наибольшему напряжению изгиба sи в рассматриваемом сечении; sт  – среднее напряжение цикла

8.2. Значения коэффициентов ks и kt для валов с галтелями

D

d

r

d

Валы из стали, имеющей sв, МПа

600

700

800

900

600

700

800

900

ks

kt

До 1,1

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,15

0,20

1,96

1,66

1,51

1,40

1,34

1,25

1,19

2,08

1,69

152

1,41

1,36

1,26

1,21

2,20

1,75

1,54

1,42

1,37

1,27

1,22

2,35

1,81

1,57

1,44

1,38

1,29

1,23

1,30

1,20

1,16

1,12

1,09

1,06

1,04

1,35

1,24

1,18

1,14

1,11

1,07

1,05

1,41

1,27

1,20

1,16

1,13

1,08

1,06

1,45

1,29

1,23

1,18

1,15

1,09

1,07

Св. 1,1 до 1,2

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,15

0,20

2,34

1,92

1,71

1,56

1,48

1,35

1,27

2,51

1,97

1,74

1,58

1,50

1,37

1,29

2,68

2,05

1,76

1,59

1,51

1,38

1,30

2,89

2,13

1,80

1,62

1,53

1,40

1,32

1,50

1,33

1,26

1,18

1,16

1,10

1,06

1,59

1,39

1,30

1,22

1,19

1,11

1,08

1,67

1,45

1,33

1,26

1,21

1,14

1,10

1,74

1,48

1,37

1,30

1,24

1,16

1,13

Св. 1,2 до 2

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,15

0,20

2,40

2,00

1,85

1,66

1,57

1,41

1,32

2,60

2,10

1,88

1,68

1,59

1,43

1,34

2,80

2,15

1,90

1,70

1,61

1,45

1,36

3,00

2,25

1,96

1,73

1,63

1,47

1,38

1,70

1,46

1,35

1,25

1,21

1,12

1,07

1,80

1,53

1,40

1,30

1,25

1,15

1,10

1,90

1,60

1,45

1,35

1,28

1,18

1,14

2,00

1,65

1,50

1,40

1,32

1,20

1,16

нор­мальных напряжений; если осевая нагрузка Fa на вал отсутствует или пренебрежимо мала, то принимают sт  = 0; в противном случае

для углеродистых сталей, имеющих sа = 650¸750 МПа, принимают ys = 0,2; для легированных сталей ys = 0,25¸0,30; st — коэффициент запаса прочности по касательным напряже­ниям,

Здесь t-1 —предел выносливости стали при симметричном цикле кручения; для конструкционных сталей принимают t-1 = 0,58 s-1, остальные обозначения в формуле (8.19) имеют тот же смысл, что и в формуле (8.18). с той разницей, что они относятся к напряжениям кручения. Значения et даны в табл. 8.8; kt - в табл. 8.2; для упомянутых выше сталей принимают yt = 0,1; значения tv и tт определяют в предположении, что вследствие колебания крутящего момента Т напряжения кручения изменяются по отнулевому циклу, т.е.

где Wк – момент сопротивления кручению.

8.4. Значения ks и kt для валов с радиальными отверстиями

a

d

ks

kt

Для валов из сталей, имеющих sв, МПа

£ 700

800

900

£ 700

800

900

Св. 0,05 до 0,15

«  0,15 « 0,25 

2,0

1,80

2,02

1,82

2,12

1,90

1,75

1,83

1,90

Примечание. Момент сопротивления нетто:

8.5. Значения ks и kt для валов с одной шпоночной канавкой

Коэффициенты

sв, МПа

 

600

700

800

900

 

ks

kt

1,6

1,5

1,75

1,6

1,80

1,7

1,90

1,9

8.6. Значения ks и kt для шлицевых участков вала

Шлицы

sв, МПа

600

700

800

900

Прямобочные

ks 

1,55

1,60

1,65

1,70

kt

2,35

2,45

2,55

2,65

Эвольвентные

ks 

1,55

1,60

1,65

1,70

kt

1,46

1,49

1,52

1,55

8.7. Значения для валов с напрессованными деталями при давлении напрессовки свыше 20 МПа

d, мм

sв, МПа

Примечание

600

700

800

900

14

22

30

40

50

2,0

2,35

2,6

2,7

3,3

2,3

2,6

2,8

3,2

3,6

2,6

3,0

3,3

3,65

4,0

3,0

3,4

3,8

4,0

4,5

1. Для касательных напряжений

2. При давлении напрессовки 10-20 МПа снижать kt / es на 5-15%

8.8. Значения es и et

>

Сталь

Диаметр вала, d, мм

20

30

40

50

70

100

200

Углеродистая

es 

0,92

0,88

0,85

0,82

0,76

0,70

0,61

et

0,83

0,77

0,73

0,70

0,65

0,59

0,52

Легированная

es 

et

0,83

0,77

0,73

0,70

0,65

0,59

0,52

При частом реверсе полагают

 Если в рассматриваемом сечении имеется несколько концен­траторов напряжений, то учитывают  один из них — тот для которого отношение —

больше.

Цепные передачи В приводах общего назначения, разрабатываемых в курсовых проектах, цепные передачи применяют в основном для понижения частоты вращения: приводного вала

Допускаемые значения частоты  вращения

Порядок расчета: 1. Выбираем цепь приводную роликовую однорядную ПР (по ГОСТ 13568-75) и определяем шаг ее по формуле

В процессе эксплуатации валы передач испытывают деформации от действия внешних сил, масс самих валов и насажен­ных на них деталей. Однако в типовых передачах, разрабатывае­мых в курсовых проектах, массы валов и деталей, насаженных на них, сравнительно невелики, поэтому их влиянием обычно пренебрегают, ограничиваясь анализом и учетом внешних сил, возникающих в процессе работы.

Изображение на чертежах крайних положений детали. При изображении на чертежах крайних сдвинутых положений подвижных механизмов и деталей принято вычерчивать оба крайних положения, одно из которых вычерчивается контурными линиями, равными толщине обводки чертежа, а второе—контурными линиями толщиной b/4 На фиг.471 такие положения показаны для клапанов плунжерного насоса.

 Общие указания по составлению сборочных чертежей. При составлении сборочных чертежей помимо тех указаний, которые были приведены выше, необходимо соблюдать такие требования:

1. Тщательно проверить эскизы для выявления возможных пропусков в размерах, условных обозначениях, установления правильности составления проекций и т. п.

2. Произвести разбивку листа чертежа после выбора масштаба, формата листа и числа проекций для сборочного чертежа. При разбивке необходимо учесть площадь, которая потребуется для вычерчивания намеченных проекций, добавочных видов, разрезов, сечений и т. д., если они предполагаются. Размещение проекций и других изображений должно осуществляться с таким расчёгом,чтобы можно было без особых затруднений нанести на чертеже все необходимые размеры, поставить позиции деталей и разместить спецификацию.

3. В процессе разбивки листа бумаги нужно нанести главные оси изображаемого изделия, а затем приступить к вычерчиванию проекций и вспомогательных видов. Вычерчивание изделия следует вести одновременно во всех проекциях, начиная с наиболее крупных деталей, обводя их контуры сначала тонкими линиями, а затем линиями принятой толщины. Одновременно с вычерчиванием проекций необходимо выполнять разрезы. Места деталей, попавшие в разрез, заштриховать.

4. При нанесении размеров и обозначений номеров деталей на чертеже необходимо стремиться к тому, чтобы размерные и выносные линии по возможности не пересекались между собою.


На главную