Разработка конструкции вала

После оценки диаметра вала приступают к разработке его конструкции.

Вал в данной работе выполнен прямым ступенчатым. Ступени вала разрабатываются таким образом, чтобы можно было на нём установить комплектующие детали. Цапфы, участки вала под подшипники, а также посадочные места под колесо и «звездочку» для повышения износостойкости подвергаются цементации и закалке токами высокой частоты (ТВЧ) с последующим шлифованием.

Конструктивные элементы вала, имеющие резкие изменения формы, и шероховатость поверхностей являются концентраторами напряжений, которые необходимо сводить до минимума. Для этого места сопряжения поверхностей двух разных диаметров
вала следует оформлять в виде круговой галтели (Г) или канавки (К), согласно заданию прил. 2, а шпоночные пазы выбирать строго в соответствии с требованиями ГОСТ 6636-69 (прил. 3).

Найденный и округленный в большую сторону до ближайшего стандартного значения (прил. 1) с последней цифрой 0 или 5мм диаметр вала d, мм, по формуле обеспечения прочности при кручении принимаем за диаметр цапф d_n, мм, под подшипники качения: d = d_п.

По диаметру цапф под подшипники из каталога подшипников качения подбираем типоразмер подшипника, исходя из следующего соотношения: номинальный диаметр цапфы должен быть равен номинальному диаметру внутреннего кольца подшипника: d = d_п1 = d_п2 (рис. 3.2). Рекомендуется выбирать из каталога однорядные радиальные шарикоподшипники легкой или средней серии нулевого класса точности.

Длины цапф l_п1 и l_п2 (см. рис. 3.2) берут равными ширине кольца подшипника В (из каталога подшипников качения):

l_п1 = l_п2 = В.

На валу, где располагаются подшипники и ступицы звёздочки и зубчатого колеса, необходимо производить фаски (элементы безопасности), =1,5…2,5. Параметры концов вала общего назначения установлены ГОСТом 24266-80.

Колесо и «звездочка» крепятся на валу с помощью шпонок. Наибольшее применение в машиностроении имеют призматические шпонки. Стандартные геометрические параметры шпоноч­ного крепления приведены в прил. 3. Рекомендуемые посадки шпоночного крепления: основного посадочного размера b, по которому происходит со­пряжение поверхности шпонки с пазами вала, выполняется с небольшим натягом N (для нормального соединения поле допуска N9).

Рис. 3.2. Эскиз вала

Прежде чем определять диаметры ступиц вала под колесо и «звездоч­ку», необходимо найти диаметры и длины переходных участков (уступов) вала, мм: d₁, а₁ и а₂ (см. рис. 3.2):

d₁=d_П+3,2r,

где r - фаска подшипника (выбирается из каталога по типоразмеру под­шипника), мм.

а₁ = а₂ = 30…50 (подбирается конструктивно),

Диаметр вала в месте установки зубчатого колеса и «звездочки» мм, предварительно рассчитывают по формуле

d₂= d₁ + 2t.

Длины участков вала для этих деталей находим по формуле

где t - высота буртика, мм. принимается по соотношению t ≥2f (здесь f = 2,0…4,0 размер фаски детали, мм (см. прил. 2).

По номинальным диаметрам вала d₂ под колесо и «звездочку» подби­рают размеры шпоночного паза (см. прил. 3): b - ширину шпоночного паза, мм; t₁ глубину шпоночного паза на валу, мм.

Для ограничения осевых перемещений в средней части вала располо­жено усиленное переходное звено (буртик) диаметром d₃, мм, и длиной a₃, мм,

d₃ = d₂ + 3f.

где f – размер фаски (см. прил. 2);

а₁ = 10 мм - принимается конструктивно.

Поиск по сайту: