Учитывая ослабление сечения шпоночной канавкой, увеличиваем расчётный диаметр и принимаем окончательно по ГОСТ 6636–69 диаметр выходного конца вала Имея значение минимального диаметра вала, переходим к его конструированию, т.е. определяем все диаметральные и линейные размеры вала.
Диаметральные размеры:
Диаметр вала под подшипниками качения:
Диаметр промежуточных участков вала между шестерней и подшипниками качения:
Линейные размеры:
Длину посадочной поверхности под шкив назначают равной или большей обода шкива. Принятую длину посадочной поверхности согласуют с рассчитанной, исходя из прочности шпоночного соединения:
Рисунок 101– Эскиз быстроходного вала-шестерни
где – высота шпонки, мм;
– размер шпоночного соединения, мм;
– допускаемое напряжение смятия для стали
Шпонка под ведомый шкив ременной передачи – призматическая, для которой: , ,
Примем , из нормального ряда, 17мм.
Получаем
Длина шестерни равна ширине венца: =20мм.
Длины и определим конструктивно:
5.1.2. Расчёт вала в опасном сечении.
Найдём силы, действующие на вал:
1) – сила натяжения ремня.
2) – окружная сила.
3) – радиальная сила.
4) – осевая сила.
Проекция на ось ОХ:
,
Рисунок 102
Определим изгибающие моменты:
1) ,
2) ,
3) ,
Проекция на ось ОY:
Определяем изгибающие моменты:
1)
2)
3)
Расчет изгибаемого момента:
Рассчитаем эквивалентный момент:
Произведем расчет диаметра вала в опасных сечениях:
(мм)
(мм)
Как видно из рисунка 103, наиболее нагруженным является сечение шестерни.
Рисунок 103
Рисунок 104 – Объёмное изображение быстроходного вала
10.4.1.1 Расчёт вала на сопротивление усталости (выносливость)