Коэффициент, учитывающий влияние качества поверхности

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 14Следующая ⇒

Вид механической обработки	Параметр шероховатости Ra, мкм	K_F приs _в, Н/мм²

Обточка	2, 5…0, 63	1, 05	1, 10	1, 5
Шлифование	0, 32…0, 16	1, 0	1, 0	1, 0

Таблица 4.19

Коэффициенты, учитывающие влияние асимметрии цикла асимметрии цикла

Материал	Коэффициенты
Y_s	Y_t
Углеродистая мягкая сталь	0, 15	0, 05
Среднеуглеродистая сталь	0, 20	0, 10
Легированная сталь	0, 25	0, 15

Значение допускаемого коэффициента запаса выносливости обычно принимают в пределах .

Разработка рабочего чертежа вала

На чертежах валов задают сопряженные, цепочные, габаритные и свободные размеры. На рис. 4.12 показан один из способов задания осевых размеров вала. На этом рисунке обозначены размеры: С₁ и С₂ - сопряженные (длины шпоночных пазов); Г и Ц – габаритный и цепочный, К₁ и К₂ – координирующие расположение шпоночных пазов, l₁ – длина выступающего конца вала (присоединительный размер), l₂, l₃ и – l₄ длины сопряженных поверхностей, а – длина участка термической обработки.

На чертеже вала-шестерни размеры, относящиеся к зубчатому венцу, задаются так же, как на чертеже зубчатого колеса (п. 2.6, 3.4). Кроме того, в правом верхнем углу чертежа размещается таблица параметров.

На чертежах валов выноской в масштабе увеличения (обычно 4: 1) приводят форму и размеры канавок для выхода шлифовального круга и канавок для выхода резьбонарезного инструмента. На сопряженные размеры задают поля допусков в соответствии с посадками.

На ширину шпоночного паза приводят обозначение поля допуска: для призматической шпонки - Р9, а для сегментной шпонки - N9.

Во время работы редуктора вал вращается в подшипниках качения, поэтому рабочей осью вала является общая ось, обозначенная буквами АВ. Общая ось – прямая, проходящая через точки пересечения каждой из осей двух посадочных поверхностей для подшипников качения со средними поперечными сечениями этих поверхностей.

Рис. 4.12. Пример простановки размеров на чертеже вала

На чертеже вала задают необходимые требования точности изготовления отдельных его элементов.

Допуск цилиндричности посадочных поверхностей для подшипников качения задают, чтобы ограничить отклонения геометрической формы этих поверхностей и тем самым ограничить отклонения геометрической формы дорожек качения колец подшипников.

Допуск цилиндричности посадочных поверхностей валов в местах установки на них с натягом зубчатых колёс задают, чтобы ограничить концентрацию давлений.

Допуск соосности посадочных поверхностей для подшипников качения относительно их общей оси задают, чтобы ограничить перекос колец подшипников качения.

Допуск соосности посадочной поверхности для зубчатого колеса задают, чтобы обеспечить нормы кинематической точности и нормы контакта зубчатых передач.

Допуск соосности посадочной поверхности для полумуфты, шкива, звёздочки назначают, при частоте вращения вала более 1000 мин^-1, чтобы снизить дисбаланс вала и деталей, установленных на этой поверхности.

Допуск перпендикулярности базового торца вала назначают, чтобы уменьшить перекос колец подшипников и искажение геометрической формы дорожки качения внутреннего кольца подшипника.

Допуск перпендикулярности базового торца вала задают при установке на вал узких зубчатых колёс (l/d< 0, 7), чтобы обеспечить выполнение норм контакта зубьев в передаче.

Пример выполнения расчета

Ведомый вал

Задание: рассчитать и спроектировать ведомый вал двухступенчатого коническо-цилиндрического редуктора. Передача цилиндрическая прямозубая. Необходимые для расчета данные получены в предыдущих расчетах.

Диаметр участка вала под ведущую звёздочку, мм:

Принимаем, согласовывая с диаметром ведущей звёздочки, мм.

Диаметр под уплотнение крышки с отверстием:

где t=1, 7 – высота заплечика.

Принимаем мм.

В качестве уплотнения выбираем резиновую армированную манжету (Манжета 1.1-35´ 58-1 ГОСТ 8752-79).

Диаметр под подшипник, мм: .

Принимаем мм.

В качестве опор ведомого вала, с установленным на нем прямозубым колесом, применяем шариковые радиальные однорядные подшипники. Предварительно, выбираем подшипники лёгкой серии (Подшипник 208 ГОСТ 8338-75, d=40 мм, D=80 мм, В=18 мм).

Проверим условие возможности замены подшипника без демонтажа шпонки:

. .

Условие выполняется.

Диаметр под колесо, мм:

где r=2 мм – координата фаски кольца подшипника.

Принимаем мм.

Диаметр буртика, мм: .

где f=1, 6 мм – размер фаски посадочного диаметра колеса.

Принимаем мм.

Длины соответствующих участков ведомого вала определяем из конструктивных соображений:

- длину первой ступени l₁под звездочку принимаем равной длине ступицы ведущей звездочки мм;

- длину участка под подшипник принимаем равной ширине подшипника мм;

- длину участка под колесо принимаем на 10 мм больше длины ступицы цилиндрического колеса мм;

- ширину буртика принимаем мм;

- длину свободной ступени ведомого вала определяем по формуле, мм: ,

где L=45 мм и K=4 мм – линейные размеры конического зубчатого колеса.

- длину участка под уплотнение l₂ определяем ориентировочно, задавшись толщиной стенки корпуса редуктора d=8 мм, шириной верхнего фланца корпуса редуктора K₂=43 мм и фланца крышки подшипника h=12мм.

мм.

Подбор и проверка шпонок

Шпонка на выходном конце (под ведущей звёздочкой). По диаметру вала d₁=30 мм и длине ступицы звёздочки l_ст=50 мм выбираем размеры шпонки и шпоночного паза: ширина шпонки b=8 мм, высота шпонки h=7 мм, глубина шпоночного паза на валу t₁=4 мм, глубина шпоночного паза ступицы t₂=3, 3 мм, длину шпонки принимаем на 5 мм меньше длины ступицы, l=45 мм.

Определяем рабочую длину шпонки, мм: .

Проверку шпонки проводим по напряжениям смятия, МПа:

где z=1 – число шпонок в рассматриваемом месте.

Шпонка под колесом. По диаметру вала d₄=46 мм и длине ступицы колеса l_ст=64 мм выбираем размеры шпонки и шпоночного паза: ширина шпонки b=14 мм, высота шпонки h=9 мм, глубина шпоночного паза на валу t₁=5, 5 мм, глубина шпоночного паза ступицы t₂=3, 8 мм. Длину шпонки принимаем на 8 мм меньше длины ступицы, l=56 мм.

Определяем рабочую длину шпонки, мм: .

Проверку шпонки проводим по напряжениям смятия, МПа:

Прочность шпонок обеспечена.

Проверка подшипников

Так как частота вращения ведомого вала n₄=116 об/мин, проверку предварительно подобранного подшипника проводим по динамической грузоподъёмности С_r. Предварительно был подобран подшипник шариковый радиальный однорядный лёгкой серии 208 с динамической грузоподъёмностью С_r_таб = 32 кН. Проверку проводим по наиболее нагруженной опоре.

реакции опор (подшипников) определяем из уравнений статики. Составим уравнения моментов всех сил относительно точек А и В в горизонтальной (г) и вертикальной (в) плоскостях (рис. 4.6).

Расстояния от точек приложения сил давления на вал цепи и сил, действующих в цилиндрической зубчатой передачи до точек приложения реакций в подшипниках, определяем по формулам, мм:

, ,