q - Маса одного метра ланцюга, кг/м;
а - міжосьова відстань, м.
В
Вали призначені для передачі крутного моменту уздовж своєї осі і підтримки обертових деталей (зубчастих коліс, шківів, зірочок, напівмуфт і т.д.). Основними критеріями працездатності валів є їх міцність і жорсткість.
Під час роботи вони відчувають деформації кручення, згину та розтягування (стиснення), тобто матеріал вала знаходиться в складному напруженому стані. Силовими чинниками викликають зазначені деформації, є зосереджені сили і моменти: крутний момент; сили, що діють в зубчастому зачепленні; or натягу ременів і ланцюгів, а так само радіальні сили, що виникають в муфтах внаслідок неминучої неспіввісності з'єднуються валів.
Проектування валу починають з визначення діаметра вихідного кінця його з розрахунку на чисте кручення за зниженими допускаються напруженням без урахування впливу вигину
В
де М - крутний момент, Н мм;
[г] до - допустиме напруження на крутінні: для валів з сталей 40,45, Ст6 приймають знижене значення [гк] = 15-20 (Н/мм 2 ).
В
Отриманий результат округлюють до найближчого більшого значення із стандартного ряду: 64мм.
Для редукторів загального призначення рекомендуємо виготовляти вали однакового діаметра по всій довжині. Однак для полегшення монтажу підшипників, зубчастих коліс та інших деталей застосовують і ступінчасту конструкцію валу. Для зручності з'єднання валу редуктора з валом електродвигуна стандартної муфтою дотримуються умова, щоб діаметри з'єднувальних валів, що відрізняються не більше, ніж на 20%.
Наметове конструкцію валу, встановивши основні розміри його (Діаметри і довжини ділянок вала, відстань між серединами опор тощо), виконують уточнений розрахунок валів тобто перевірочний розрахунок для визначення коефіцієнта запасу міцності S в небезпечних перетинах
В В
де S Оґ - коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруг;
Оґ -1 - межа витривалості сталі при симетричному циклі вигину
(для вуглецевих конструкційних сталей Оґ -1 = 0,43 * ОІ МПа);
До Оґ - ефективний коефіцієнт концентрації нормальних напружень. У вуглецевих розрахунку R Оґ ≈ 1,5, До П„ ≈ 1,2. p> Оµ Оґ - Масштабний фактор для нормальних напружень, Оµ Оґ ≈ 0,7; Оµ П„ ≈ 0,6;
ОІ - коефіцієнт враховує шорсткості поверхні, ОІ ≈ 0,95;
Оґ ОЅ - амплітуда циклу нормальних напруг, що дорівнює найбільшій напрузі вигину Оґ 4 у перерізі;
Оґ m - Середня напруга циклу нормальних напруг, якщо осьова навантаження на вал відсутній, то приймають Оґ m = 0; в іншому випадку:
В
П€ Оґ = 0,2 - для вуглецевих сталей
В
де S П„ - коефіцієнт запасу міцності по дотичним напруженням
П„ -1 - межа витривалості сталі при симетричному циклі кручення
(П„ -1 = 0.58Оґ- 1 МПа)
П€ Оґ = 0,1 - для вуглецевих сталей
В
де W k - момент опору кручення
Розрахункове значення S не нижче допустимого [S] = 2.5
8. Розрахунок шпонкових з'єднань
Для зручності збирання і розбирання вузла вала, заміни підшипників і інших посаджених деталей вал виконують ступінчастим. По конструкції шпонки бувають призматичні і сегментні.
Довжина шпонки; при спокійній навантаженні [Оґ] см <100МПа; при коливаннях навантаження слід знижувати [Оґ] см на 20-г 25%, при ударної навантаженні знижувати на 40-50%, для посаджених на вал чавунних деталей [Оґ] см знижувати вдвічі.
Якщо виявиться Оґ СМ > [Оґ] см, то допускається встановлення інших шпонок під кутом 180 В°, проте раціональніше перейти на шлицевое з'єднання.
Шліцьові з'єднання надійніше шпонкових, особливо при змінних навантаженнях; в них допускається більш точна центровка деталей на валу, полегшує переміщення рухомих деталей уздовж на валу.
Матеріал шпонок - сталь чисто тянутая з тимчасовим опором розриву не менше 590 МПа.
Довжину шпонки призначають із стандартного ряду так, що б вона була менше довжини маточини на 5-10мм. Вибираємо шпонку 18 * 11 * 60
В
Рис. 8.1 Шпонка призматична 18 * 11 * 60
Напруга зняття вузьких граней шпонки не повинно перевищувати допустимого
де
Т - обертаючий момент Нмм;
d - діаметр валу в місці установки шпонки;
А см - площа зминання, А см = (ht 1 ) * 1 р ;
9. Техніко-економічна характеристика і вартість проекту
Техніко-економічний аналіз проекту в повному обсязі не проводився, оскільки це залежить від багать...
