Участок вала под колесо (3 видео)

Размеры выходных участков валов необходимо принимать стандартными.

Цилиндрические (ГОСТ 12080-66) с 403-404

Стандартная длина выходного участка вала равна:

Длину посадочной поверхности под шестерню или колесо (шкив) назначают равной или большей ширины венца (свобода шкива) колеса ℓ_ст ≥ b₂.

Принятую длину ступицы ℓ_ст согласуют с расчетной исходя из прочности шпоночного (шлицевого) соединения:

где ℓ_р – рабочая длина шпонки

чугун [σ]_см = 50…60 МПа при неравномерной или ударной нагрузке напряжение понижают на 25…40%.

Для шпонки со скругленными концами ℓ_р = ℓ – b, для шпонки с плоскими концами ℓ_р = ℓ ГОСТ 23360-78.

Длину ступицы согласуют также с диаметром вала

Если окажется, что ℓ_ст ≥ 1,5d, то вместо шпоночного соединения целесообразнее применить шлицевое.

Посадки шпонок регламентированы ГОСТ 23360-78 для призматических и СТ с ЭВ 647-77 для сегментных шпонок.

Ширину шпонки выполняют по h9.

Посадка в паз вала: призматическая шпонка Р9; сегментная N9.

Посадка шпонки во втулку: неподвижная, нереверсивная J_S9; неподвижная, реверсивная Р9; подвижная (для призматической шпонки) D9.

Длина посадочной поверхности под подшипники назначается равной габаритной ширине подшипника.

Длина буртиков назначается по конструктивным соображениям (обычно в пределах 4…8 мм).

Видео:Секретные похороны российских военных ПитербургСкачать

23.6.1. Основные способы
осевого фиксирования колес (шкивов)

Крепление колес на концах валов.

На концах валов чаще всего закрепляют шкивы, звездочки, полумуфты и зубчатые колеса. Концы валов могут выполняться цилиндрическими и коническими.

На цилиндрические концы валов закрепление осуществляется с помощью круглой гайки, концевой шайбы или за счет натяга в соединении за счет посадки (рис. 23.18–24.20).

Недостаток: сборка возможна только в одном угловом положении при совмещении шпоночного паза со шпонкой.

Закрепление с помощью комплекта конических колес обеспечивает сборку при любом угловом положении деталей.

Рис. 23.18. Крепление колеса на концевом участке вала
стопорной шайбой (а); стопорной пластиной (б)

Рис. 23.19. Крепление шкива на гладком валу

Рис. 23.20 Крепление колес
комплектом конических колец (а); конической пробкой (б)

Конические концы валов. Осевое закрепление осуществляют с помощью концевых шайб с фиксацией их винтами или круглыми гайками (рис. 23.21, 24.22).

При установки колес на вал с небольшим натягом или по переходной посадке фиксацию осуществляют: установочным винтом; пружинным кольцом упорным; фиксация посредством распорной втулки; фиксация посредством двух полуколец и пружинным кольцом; фиксирование дистанционной втулкой и шлицевым кольцом.

Рис. 23.21. Крепление шкива с помощь концевой шайбы

Осевая фиксация одиночного колеса. Для крепления колеса без зазора ставят калиброванное компенсационное кольцо. Кольцо подбирают при сборке (шлифуют по торцам).

Буртик на валу устанавливают так, чтобы осевая сила была направлена на буртик. При ее отсутствии буртик не нужен. Для гарантии контакта втулки и колеса предусматривают зазор С между уступом вала и торцом колеса. Толщина распорной (дистанционной) втулки S ≈ 0,14d (рис. 23.23).

Осевая затяжка крышек передается через внутреннее кольцо подшипника и распорные втулки колеса (рис. 23.24).

Рис. 23.22. Осевая фиксация одиночного колеса
установочным винтом (а); пружинным кольцом упорным (б)

Рис. 23.23. Фиксация посредством распорной втулки

Рис. 23.24. Осевая фиксация одиночного колеса
посредством двух полуколец (а); фиксирование (б)
дистанционной втулкой и шлицевым кольцом

Фиксирование группы колес. Комплект колес установлен между двумя парами закладных полуколец, удерживаемых пружинными стопорными кольцами. На шлицевой втулке 1 нарезана резьба. При завинчивании чайки создается осевая распорная сила, необходимой величины.

Видео:Смертельное сальто на дагестанской свадьбе.Скачать

Рис. 23.25. Фиксирование группы колес
дистанционными втулками

Рис. 23.26. Фиксирование группы колес посредством
двух полуколец и пружинного кольца

Погрешности изготовления деталей по осевым линейным размерам и погрешности сборки приводят к неточному относительному положению колес в зубчатых передачах.

В цилиндрических передачах редукторов для компенсации неточности относительного осевого положения колес ширину шестерни обычно делают больше. Шестерня имеет более высокую твердость зубьев и чтобы избежать неравномерного изнашивания сопряженного колеса, шестерню выполняют такой ширины, что она перекрывает с обеих сторон зубчатый венец колеса. На увеличение ширины шестерни, кроме того, расходуется меньше металла, чем на увеличение ширины колеса.

В коробках передач (зубчатые колеса в них обычно закалены) ширину шестерни и колеса делают одинаковыми.

В шевронных и косозубых передачах с раздвоенным силовым потоком для передачи одинаковой нагрузки по потокам один из валов фиксируют в осевом направлении, а другой делают «плавающими». В этом случае осевое положение колес регулируется автоматически. В качестве «плавающих» выбирают промежуточные валы редукторов, т.к. они не связаны соединительными муфтами с валами других узлов, имеют меньшую массу и легко перемещаются в осевом положении.

Читайте также: Ремонт газели вала карданного вала

Шестерни делают часто за одно целое с валом, если расстояние меньше 2,5 m_t для цилиндрических и 1,6 mt_e для конических шестерен.

Рис. 23.27. Установка вала с шевронными колесами
(плавающий вал), посадочное место изнашивается

Рис. 23.28. Установка вала с шевронными колесами
(плавающий вал), посадочное место не изнашивается

Проектный расчет вала редуктора

Проектный расчет ставит целью определить ориентировочно геометрию вала. В первую очередь определяют диаметры каждой ступени вала, а длины этих участков определяют после полной проработки конструкции всего узла, состоящего из самого вала, установленного на него колеса, распорных втулок (втулки), подшипников, торцовых крышек (глухой и с уплотнением), служащих защитой подшипников от внешней среды и удержания смазки. Учитывается также установка на вал шкива ременной передачи, звездочки цепной передачи, или муфты и т.п. Для одноступенчатой цилиндрической и червячной передач компоновка узла ведомого вала представлена на Рис.3, для одноступенчатой конической передачи на Рис.4.

1.1 Определение диаметральных размеров вала:

Расчет вала выполняется по напряжениям кручения (как при чистом кручении), т.е. при этом не учитывают напряжения изгиба, концентрации напряжений и переменность напряжений во времени (циклы напряжений). Поэтому для компенсации приближенности этого метода расчета допускаемые напряжения на кручение применяют заниженными.

Видео:Почему ТАК? Зачем затачивать ножи фрез? МОТОБЛОК ПОСЛЕ ЭТОГО НЕ УЗНАТЬ! Такому нет равных!Скачать

Исходя из справочных рекомендаций, принять для вала среднеуглеродистую сталь марки Сталь 45 для которой предел прочности σ _в =600 МПа, предел текучести σ _т = 320 МПа, предел выносливости σ _-1 = 260 МПа .

Выбор допускаемых напряжений на кручение:

Исходя из рекомендаций, для ведомого вала принять большее значение допускаемого напряжения кручения из указанных — [τ ]_к = 10…20 Н/ мм 2 .

Ступень вала под полумуфту или под элемент открытой передачи (для шкива ременной или звездочки цепной):

Определить диаметр выходного конца вала по формуле: d₀ = (мм) , где Т₂, Нм,- вращающий момент на ведомом валу редуктора (взять из задачи №1).

Значение диаметра необходимо округлить до значения размера отверстия в муфте под вал (см. соответствующий ГОСТ на муфту, [2], стр.400-409 ). Тип муфты указан в спецификации схемы заданного варианта привода. На данной ступени предусматривается шпоночный паз для врезной призматической шпонки.

Ступень вала, контактирующая с уплотнением, расположенным в крышке подшипникового узла с отверстием:

Определить диаметр ступени по формуле: d уп =d₀ + 2t (мм), (значение t определить в зависимости от диаметра предыдущей ступени вала по таблице 1 ). Значение диаметра согласовать с размером отверстия в уплотнении для вала (см. ГОСТ 8752-79 «Манжеты резиновые армированные », [2],стр.398-399).

d (мм)	7…24	25…30	32…40	42…50	52…60	62…70	71…85
t (мм)	2,2	2,5	2,8	3,0	3,3	3,5
r (мм)	1,6	2,0	2,5	3,0	3,0	3,5	3,5
f (мм)	1,0	1,0	1,2	1,6	2,0	2,0	2,5

Ступень вала под установку подшипника:

Определить диаметр ступени по формуле: d_п = d_уп + 2t ( мм ), ( значение t взять из таблицы 1 ).

Полученное значение диаметра округлить до ближайшего большего значения диаметра «d» внутреннего кольца подшипника, наметив при этом тип подшипника-«Роликоподшипник конический однорядный» (см. ГОСТ 333-79, [2], стр.414-416), приняв из легкой серии обозначение (номер) подшипника и его размеры d x D x T_max , где d- диаметр подшипника под вал, D- диаметр наружного кольца, T_max— осевой размер подшипника. Информацию о выбранном подшипнике записать в следующем порядке (для примера): НА ВАЛ УСТАНАВЛИВАЕТСЯ РОЛИКОПОДШИПНИК КОНИЧЕСКИЙ ОДНОРЯДНЫЙ № 7208 ЛЕГКОЙ СЕРИИ С РАЗМЕРАМИ d x D x T_max = 40 x90 x25,5 мм.

Примечание: иногда совмещают ступень вала под подшипник со ступенью под уплотнение, принимая значение диаметра такого участка равным диаметру под подшипник. При этом желательно предусмотреть возможность установки на вал подшипника, не вынимая из паза призматическую шпонку на его концевом участке.

В этом случае диаметр под подшипник необходимо определить по формуле:

где t₂ — глубина паза в ступице колеса, устанавливаемого на этот вал.

(Значение t₂ взять из ГОСТа 23360-78 « Шпоночные соединения с призматическими шпонками », см. [2], стр.427-428).

Определить диаметр ступени по формуле: d_к = d_п + 3,2r (мм), (значение r принять по таблице 1 в зависимости от значения диаметра d_п). Значение диаметра «d_к» округлить по ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры» ( см. [2], стр.312-313).

На данном участке предусматривается шпоночный паз для врезной призматической шпонки.

Примечание: шпоночные пазы на различных участках вала рекомендуется располагать в одной плоскости. Ширину шпоночного паза «b», для удобства обработки, на разных участках можно принимать одинаковой, ориентируясь на наименьшее значение.

Читайте также: Форд фокус 2 ремонт катушки компрессора кондиционера

Ступень вала- буртик упорный:

Видео:Как пахать огород фрезамиСкачать

Определить диаметр буртика по формуле: d _{б =} d _к + 3f ( мм ), ( значение f определить по таблице 1 в зависимости от значения диаметра d _к ). Значение диаметра d _б округлить по ГОСТ 6636-69 (см. [2], стр.427-428).

Буртик предотвращает смещение колеса в одну сторону.

Примечание: на вал устанавливаются подшипники только одного типоразмера.

Диаметр участка между буртиком и участком под второй подшипник принять равным диаметру вала под колесом.

После определения всех диаметральных размеров вала ВЫПОЛНИТЬ ЭСКИЗ ПРОЕКТИРУЕМОГО ВАЛА с нанесением размеров диаметров запроектированных участков. Эскиз для цилиндрической и червячной передач (см. Рис.5), для конической (см. Рис. 6).

Рис. 6

1.2 Определение размеров вала по длине:

Размеры вала по длине, необходимые для выполнения его проверочного расчета на прочность по напряжениям изгиба и кручения, определяются на основе эскизной компоновки подшипникового узла (для одноступенчатой цилиндрической и червячной передач см. Рис.3 , для одноступенчатой конической передачи см. Рис. 4).

Длину ступицы, колеса устанавливаемого на вал, определить по формуле:

l _{ст =}(1,2…1,5) d_к , где d_к— диаметр участка вала под колесом. Окончательно принять l _ст по ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры» ( см.[2], стр.312-313).

Ширину подшипника -Т _max взять из ГОСТа 333-79 ( см. [2],стр.414-416) для выбранных ранее подшипников.

Принять размер а = 8…15 мм -при установке в подшипниковом узле мазеудерживающих колец (если подшипниковый узел будет заполнен пластичной смазкой), или а =2…3 мм –при смазке подшипников разбрызгиванием жидкого масла, залитого в корпус редуктора.

Принять толщину стенки редуктора δ равной 8…10 мм.

Зазор между ступицей колеса и внутренней частью стенки корпуса редуктора определить по формуле: X = 1,2 δ.

Для одноступенчатых цилиндрической и червячной передач расстояние между опорами

равно lт = l₁ + l₂ = l _ст + 2X +2а + Tmax .Так как опоры расположены симметрично относительно плоскости расположения точки приложения усилий в зацеплении (полюса зацепления ), то расстояния l₁ и l₂ определяются по формуле: l₁ = l ₂ = l_т / 2.

Для конической одноступенчатой передачи расстояние между опорами l_т = 1₁ + l₂ , где

Видео:У Кремля снесло строительные леса , обрушившие зубцы (Скачать

l₁= , l₂ = l₁ + R_m∙ cos δ₂, где R_m— среднее конусное расстояние конического колеса, δ₂ – угол делительного конуса конического колеса.

R_m = R_е – 0,5b, где R_е = 0,5d_e₂ / sin δ₂ – внешнее конусное расстояние конического колеса,

b – ширина зубчатого венца конического колеса; b≤ 0,3 R_е ;

d_e₂ – внешний делительный диаметр конического колеса (значение принять из ряда: 100, 112,125,140,160,180,200,224…мм ); δ₂ = arc tg u_зп, где u_зп – фактическое передаточное число закрытой конической передачи ( значение взять из задачи №1).

В этой передаче l₁ ≠ l₂ , так как опоры расположены не симметрично относительно плоскости расположения полюса зацепления.

2 Проверочный расчет ведомого вала на прочность (расчет вала на выносливость)

2.1 Определить величину усилий, действующих на вал со стороны установленного на него колеса по формулам в соответствии с видом своей передачи:

для цилиндрической косозубой передачи

-окружная сила: Ft₂= , где Т₂ – вращающий момент на ведомом валу редуктора, Нм, (значение взять из задачи №1); d₂ –диаметр делительной окружности косозубого колеса, мм, (значение взять из лаб. работы №2, см.[3 ] ).

-радиальная сила: Fr₂= Ft_2· , где α- угол зацепления (20°);

-осевая сила: Fa₂ = Ft_2·· tg β b- угол наклона зуба колеса (значение взять из лаб. работы №2 см.[3 ] ).

-окружная сила: Ft₂= , ( значение вращающего момента Т₂ , Нм, взять из задачи №1), d₂ –диаметр делительной окружности червячного колеса, мм, (значение взять из лаб. работы №4 см.[3 ] ).

-радиальная сила: Fr₂ = Ft_2·· tgα, где α- угол зацепления (20°);

-осевая сила: Fa₂=Ft₁= , где Т₁ – вращающий момент на ведущем валу червячной передачи (червяке), Нм, (значение взять из задачи №1), d₁ – делительный диаметр червяка, мм, (значение взять из лаб. работы №4 см.[3 ] ).

для конической прямозубой передачи

-окружная сила: Ft₂= , где Т₂ – вращающий момент на ведомом валу редуктора, Нм,( значение взять из задачи №1), d_e₂ – внешний делительный диаметр конического колеса, мм, (см. выше).

-радиальная сила: Fr₂ = 0.36 · Ft₂ · sin δ₁, где δ₁ =( 90°- δ₂) – угол делительного конуса ведущего колеса, град ; (значение δ₂ см. выше).

2.2 Вычертить расчетную схему вала, определить величину реакций в опорах вала в вертикальной и горизонтальной плоскостях, составив уравнения равновесия всех сил в

этих плоскостях по формулам:

Видео:Водяное колесо – лесная мельница Адвоката ЕгороваСкачать