Главная  Промышленность 

0 1 2 3 [ 4 ] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

одинаковых длинах шпонок это дает возможность и под колесом выбрать шпонку такого же сечения, как и на консоли, что упрощает фрезерование шпоночных пазов. С этой же целью пазы должны быть расположены в одной плоскости. Уменьшать сечение шпонки на выходящей из редуктора части вала не разрешается.

Рекомендуемые значения шероховатости поверхности различных участков вала приведены в табл. 5.7, шероховатость поверхностей под подшипники - в табл. 5.8.

Таблица 5.7. Рекомендуемые шероховатости различных участков вала

Таблица 5.8. Рекомендуемая шероховатость посадочных поверхностей шарико- н роликоподшипников

Поверх ность

Шероховатость,

Фаски, отверстия из-под сверла, торцы

12,5; 6,3

Шейки валов:

11-й квалитет точности от 30 до 500 мм

12-й квалитет точности 6...80 мм 9-й квалитет точности 80...500 мм

11-й квалитет точности 3...30 мм

7-й и 8-й квалитеты точности 6...80 мм

1,25

6-й квалитет точности 10...120 мм

0,63

Шейки валов в манжетных уплотнениях

0,32

Шейки валов в фетровых уплотнениях

1,25; 0,63

Рабочие поверхности шпоночных пазов

Нерабочие поверхности шпоночных пазов

Посадка деталей на валах. Обычно зубча-

тые колеса сажают на вал на посадке (при Я7 "

/6

0 до 120 мм) и (при 0 CBbmie 80 до 500 мм) Я8

или на . При тяжелых ударных нагрузках

in in

применяют посадки (при 0 до 120 мм),

(при 0 от 80 до 500 мм), , а при частом

т т HI

демонтаже переходные посадки -; щ. Муфты монтируются на переходных посадках

Посадочные места

Класс точности подшипников

Параметры шероховатости поверхности (мкм) при номинальном диаметре, мм

гост

520-55

гост

520-71

До 80

Свыше 80 до 500

валов

н, п

в. А

0 6; 5 4

1,25 0,63 0,32

1,25 0,63

отверстий корпусов

н, п

В, А. С

6; 5; 4

1,25 0,63

2,5 1,25

торцов заплечиков валов и корпусов

Н, П В, А, С

6; 5; 4

2,5 1,25

2,5 2,5

т in т

- ; ; ; а при тяжелых ударных нагрузках -

на Щ или . Распорные втулки ставят па

Я7 Я8. Я8

подвижных посадках > 7 Й8

Посадки подшипников и шпонок см. в разделах, отведенных соответствующим деталям.

Для уменьшения биения посадочных мест валы обрабатывают в центрах. Центровые отверстия выбирают по ГОСТ 14034-74 (приложение, табл. 14). Если посаженные на конце вала детали (подшипник, муфта, шестерня) не имеют крепления торцовой шайбой или она крепится двумя винтами, применяют центровые отверстия без резьбы формы А (без предохранительного конуса) или формы В (с предохранительным конусом). Если торцовая шайба крепится центральным винтом, выбирают отверстия формы F или Н (с резьбой).

5.1.3. ПРОВЕРКА ВАЛА НА ВЫНОСЛИВОСТЬ, ЖЕСТКОСТЬ И СТАТИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ

Проверка выполняется только после предварительного оформления его чертежа. Это вызвано тем, что усталостная прочность детали определяется рядом факторов, устанавливаемых в процессе проектирования: радиусами галтелей, перепадом диаметров между соседними ступенями вала, шероховатостью поверхности, диаметрами, натягом между валом и деталями и т. д.

Проверяют наиболее опасные сечения, в которых имеется концентрация напряжений. При



проверке определяется расчетный коэффициент запаса по выносливости (усталостной прочности) и сопоставляется с допускаемым. Проверочный расчет вала на выносливость является окончательным и основным. В ряде случаев, когда основные размеры вала определяются конструктивными соображениями, вначале производится конструктивное оформление вала без предварительного расчета, а затем определяется коэффициент запаса по выносливости.

Коэффициент запаса для нормальных напряжений

(5.4)

(5.4)

для касательных напряжений

При одновременном действии нормальных и касательных напряжений

(5.5)

В приведенных формулах a i - предел выносливости гладкого образца при симметричном цикле напряжений изгиба (табл. 5.1); % i - предел выносливости гладкого образца при симметричном цикле напряжений кручения (табл. 5.1); Оо, То - амплитуда номинальных напряжений соответственно изгиба и кручения; От, Тт - средние значения номинальных напряжений; ij)o, фг - коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений соответственно при изгибе и кручении:

(5.6)

где Од, Т(, - пределы выносливости при пульсирующих от нуля напряжениях. Значения ij)a, фт; см. в табл. 5.1.

Уже отмечалось, что напряжения изгиба в валах изменяются по симметричному знакопеременному циклу и

Оа = о; 0 = 0.

(5.7)

Для вала нереверсивной передачи приближенно принимается, что напряжения кручения изменяются по пульсирующему отнулевому циклу, тогда

(5.8)

Та = Тт = -g- .

Для реверсивной передачи принимается, что напряжения кручения знакопеременны:

Та = т; т™ = 0. (5.9)

Как отмечалось, условность такого расчета состоит в том, что один цикл изменения напряжений изгиба протекает в течение одного оборота вала, а период цикла изменения напряжений кручения определяется характером нагружения передачи.

Напряжения изгиба и кручения находят по известным формулам сопротивления материалов:

(5.10)

где Лн, Т - изгибающий и крутящий моменты; Wp, Wp - осевой и полярный моменты сопротивления сечения вала.

В качестве расчетной нагрузки {М„ или Т) принимают наибольшую длительно действующую нагрузку. Пусковые и другие кратковременно действующие (менее 50 тыс. циклов) пиковые нагрузки не учитываются.

При определении напряжений осевой и полярный Wp моменты сопротивления подсчитывают с учетом ослабления вала шпонками, шлицами, лысками и т. д.

Для вала сплошного сечения при диаметре d

0=32

Wp =

;0,2d».

(5.11)

Для полого вала при внешнем диаметре d и внутреннем диаметре di

Wo«0,ld« Wp 0,2d

(5.12)

В сечении сплошного вала по шпоночному пазу

W„0,ld3-iii;

.0 2d3 Elfcil)!

(5.13)

где b - ширина паза; ti- глубина паза на валу. Можно также воспользоваться данными табл. 5.9.

У шлицевого вала с эвольвентными шлицами

Wo0.l[J•, Wp0,2d. (5.14)

Здесь D - наружный диаметр шлицов; d - внутренний диаметр шлицов.

Моменты сопротивления шлицевых валов с прямобочными шлицами приведены в табл. 5.10 (г - число шлицов).

Эффективный коэффициент концентрации напряжений для детали Као (или K%d) при от-



Таблица 5.9 Моменты сопротивления Wg, Ир валов, ослабленных пазом, для одной стандартной шпонки по СТ СЭВ 189-75 и ГОСТ 23360-78

d, мм

Ьхл, мм

d, мм

bxh, мм

20 21 22

655 770 897

1440 1680 1940

45 48 50

14X9

7800 9620 10800

16740 20500 23050

24 25 26 28 30

1110 1275 1453 1860 2320

2470 2810 3180 4020 4970

53 55 56

16X10

12770 14510 15290

27270 30800 32400

60 63

18X11

18760 21900

40000 46400

32 34 36

10X8

2730 3330 4010

4760

5940 7190 8590

10130

67 70

22X12

26070 30200

31230 37600

55470 63800

66030 79000

40 42

12X8

5510 6450

11790 13720

22X14

42000

89100

Таблица 5.10, Осевые моменты сопротивления Wo валов с прямобочными шлицами

Легкая серия

мы"

6X23X26 6x26x30 6X28X32 8X32X36 8X36X40 8X42X46 8X46X50 8X52X58 8X56X62 8X62X68 10X72X78 10X82X88

1290 1800 2310 3340 4800 7500 9920 14300 17400 24300 38400 54300

Средняя серия

Тяжелая серия

zXdxD

6X23X28 6X26X32 6X28X34 8x32x38 8X36X42 8X42X38 8X46X54 8x52x60 8x56x65 8X62X72 10x72x82 10X82X92

1370 1830 2410 3420 4930 7650 10400 14700 17800 25000 39000 54600

10X23X29 10X26X32 10X28X35 10X32X40 10X36X45 10X42X52 10x46x56 16x52x60 16x56x65 16X62X72 16X72X82 20 x 82x 88

1470 1640 2290 3620 4780 7700 10300 14000 17100 24400 37200 53200

Примечание. Полярный момент сопротивления Й7«21Г„

сутствии технологического упрочнения определяют по формуле

t\OD---- ,

KxD -

(5.15)

а при наличии технологического упрочнения (термохимическая обработка, обдувка дробью, обкатка роликами)

Као = р~у КхО = Щ (5.16)

В этих формулах: Ка (или Кх) - эффективный коэффициент концентрации напряжений

для полированного образца (табл. 5.11 5.13);

Ко (или К") - коэффициент состояния поверхности (табл. 5.14); ва, Кт - коэффициенты влияния абсолютных размеров детали (масштабный коэффициент), см. табл. 5.16; р - коэффициент влияния поверхностного упрочнения (табл. 5.17). При расчете вала в месте посадки деталей коэффициент состояния поверхности в месте посадки не учитывается и используют отношения Ка/а И Кх/г (табл. 5.15).

При наличии в одном сечении нескольких концентратов напряжений учитывают один из них - тот, для которого KaD, KxD наибольшие.

Таблица 5.П. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для валов с галтельным переходом

1 <=

"to


при Ов, МПа

0,01 0,02 0,03 0,05 0.1

0,01 0,02 0,03 0,05

0,01 0,02 0,03

0,01 0,02

1,35

1,45

1,65

1,45

1,55 1,8 1,8 1,75

1.95 1,95

2.1 2.15

1.4 1,5 1,7 1,7 1,55

1,6 1,9 1,95 1,9

2,0 2.1 2,1

2,25 2,3

1200

1,45 1,55

1,65

1,65 2

2,05 2

2.2 2.25

2,35 2.45

1,5 1,6 1,9 1,9 1,8

1,7 2,15 2,25 2.2

2.2 2,4 2.45

2.5 2,65

при ag, МПа

1,3 1,35 1,4

1,45 1,45

1,4 1,55 1,55 1,6

1.55 1.6

2.2 2,1

1,3 1,35 1,45

1.4 1,6 1,6 1,6

1,6 1.7

1.65 1.7

2,3 2,15

1,45

1,45

1,45 1,65 1,65 1,65

1,65 1,75 1.75

2,4 25

1200

1,55

1,45 1.7 1.7 1,75

1,75 1,85 1.9

2.6 2.4



0 1 2 3 [ 4 ] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35