Материал: Расчет и конструирование валов. методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Детали машин и основы конструирования». Демидов А.В

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

n

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

240.8

5.9

 

 

 

K

 

 

 

 

2.15

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

0 0

 

 

 

 

 

0.85

 

 

 

a

 

 

 

 

 

m

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

139.6

11.9

 

 

 

K

 

 

 

 

 

2.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2

 

0 4.2

 

 

 

 

 

 

0.75

 

 

 

a

 

 

 

 

 

m

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычисляем общий запас прочности:

n

n

n

 

 

 

5.9 11.9

 

5.3

 

 

 

 

 

 

 

 

n 2

n 2

5.92 11.92

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: Рассчитанный коэффициент запаса прочности n=5.3 получился не менее допустимого значения (т.е. n> n =3),

следовательно, прочность и жесткость для вала обеспечены. Таблица 3

Моменты сопротивления сечения вала

Сечение вала

Осевой момент

Полярный момент

 

 

 

 

 

 

Wи

 

 

 

 

Wp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Круглое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сплошное

 

 

 

 

0.1 d3

 

 

0.2 d3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вал со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шпоночной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

канавкой

0.1

d

3

 

 

b t

1 (d t1 )2

 

0.2 d

3

 

 

b t1 (d t

1 )2

 

 

 

 

 

2 d

 

2

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шлицевой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вал

 

 

 

 

(da

df )3

 

 

 

3

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2 df

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вал-червяк

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d f 1

 

 

 

d f 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4 Эффективные коэффициенты концентрации

напряжений K и K

 

Размеры

 

K

при в,

МПа

K

при в,

МПа

 

 

500

 

700

 

900

500

 

700

 

900

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для ступенчатого перехода с галтелью

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t/r

 

r/d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.01

 

1.35

 

1.4

 

1.45

1.3

 

1.3

 

1.3

 

 

 

 

0.02

 

1.45

 

1.5

 

1.55

1.35

 

1.35

 

1.4

 

 

1

 

0.03

 

1.65

 

1.7

 

1.8

1.4

 

1.45

 

1.45

 

 

 

 

0.05

 

1.6

 

1.7

 

1.8

1.45

 

1.45

 

1.55

 

 

 

 

0.1

 

1.45

 

1.55

 

1.65

1.4

 

1.4

 

1.45

 

 

 

 

0.01

 

1.55

 

1.6

 

1.65

1.4

 

1.4

 

1.45

 

 

2

 

0.02

 

1.8

 

1.9

 

2

1.55

 

1.6

 

1.65

 

 

 

0.03

 

1.8

 

1.95

 

2.05

1.55

 

1.6

 

1.65

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.05

 

1.75

 

1.9

 

2

1.6

 

1.6

 

1.65

 

 

 

 

0.01

 

1.9

 

2

 

2.1

1.55

 

1.6

 

1.65

 

 

3

 

0.02

 

1.95

 

2.1

 

2.2

1.6

 

1.7

 

1.75

 

 

 

 

0.03

 

1.95

 

2.1

 

2.25

1.65

 

1.7

 

1.75

 

 

5

 

0.01

 

2.1

 

2.25

 

2.35

2.2

 

2.3

 

2.4

 

 

 

0.02

 

2.15

 

2.3

 

2.45

2.1

 

2.15

 

2.25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для шпоночных пазов, выполненных фрезой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

концевой

 

1.6

 

1.9

 

2.15

1.4

 

1.7

 

2

 

 

дисковой

 

1.4

 

1.55

 

1.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для эвольвентных шлицев и резьбы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шлицы

 

 

1.45

 

1.6

 

1.7

1.43

 

1.49

 

1.55

 

 

Резьба

 

 

1.8

 

2.2

 

2.45

1.45

 

1.6

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

Таблица 5 Коэффициенты влияния масштабного фактора и

Напряженное

 

Диаметр вала d, мм

 

состояние

30

40

50

60

70

100

120

Изгиб для

0.88

0.85

0.82

0.79

0.76

0.71

0.66

углеродистой стали

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изгиб для

 

 

 

 

 

 

 

легированной стали

0.77

0.75

0.72

0.7

0.67

0.62

0.55

Кручение

 

 

 

 

 

 

 

для всех сталей

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6

Галтели, мм

 

 

 

 

 

d

20…30

32…45

50…70

80…90

r

1.6

2.0

2.5

3.0

f

2.0

2.5

3.0

4.0

Таблица 7

Канавки, мм

 

 

 

 

d

Св.

Св.

Св. 100

b

10…50

50…100

8,0

h

3,0

5,0

0,5

r

0,25

0,5

2,0

 

1,0

1,6

 

28

Таблица 8

Концы валов цилиндрические, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

20

 

22

25

28

32

 

36

40

45

50

55

 

60

 

70

80

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

1.6

 

 

 

2.0

 

 

 

2.5

 

 

3.0

 

с

 

1.0

 

 

 

1.6

 

 

 

2.0

 

 

2.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 9

 

 

Допуск формы цилиндрических поверхностей, мкм

 

 

Интервал размеров, мм

 

 

 

 

 

Квалитеты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

7

 

 

8

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Св.

10

 

до 18

 

 

 

 

 

3

 

 

5

 

 

8

 

12

 

 

»

18

до 30

 

 

 

 

 

4

 

 

6

 

 

10

 

16

 

 

»

30

до 50

 

 

 

 

 

5

 

 

8

 

 

12

 

20

 

 

»

50

до 80

 

 

 

 

 

6

 

 

10

 

 

16

 

25

 

 

»

80

до 120

 

 

 

 

 

6

 

 

10

 

 

16

 

25

 

 

» 120

до 180

 

 

 

 

 

8

 

 

12

 

 

20

 

30

 

 

» 180

до 250

 

 

 

 

 

8

 

 

12

 

 

20

 

30

 

 

Примечание. Числовые допуски должны быть округлены в ближайшую

 

сторону до стандартных по ГОСТ 24643-81 их ряда, мкм: 1; 1.2; 1.6; 2;

 

2.5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 30; 40; 50; 60.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 10

 

 

Допуски параллельности и перпендикулярности, мкм

 

 

Интервал размеров, мм

 

 

 

 

 

Квалитеты

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

7

 

 

8

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Св.

16

 

до 25

 

 

 

 

 

6

 

 

10

 

 

16

 

25

 

 

»

25

до 40

 

 

 

 

 

8

 

 

12

 

 

20

 

30

 

 

»

40

до 63

 

 

 

 

 

10

 

 

16

 

 

25

 

40

 

 

»

63

до 100

 

 

 

 

 

12

 

 

20

 

 

30

 

50

 

 

» 100

до 160

 

 

 

 

 

16

 

 

25

 

 

40

 

60

 

 

» 160

до 250

 

 

 

 

 

20

 

 

30

 

 

50

 

80

 

 

» 250

до 400

 

 

 

 

 

25

 

 

40

 

 

60

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

 

 

 

 

 

 

Допуски соосности, мкм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зубчатые

 

Червячные

 

Подшипники

 

 

Интервал

 

Подшипники

 

 

 

 

шариковые

 

 

 

 

колеса

 

колеса

 

 

 

 

 

 

конические

 

 

 

 

 

 

радиальные

 

 

размеров, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

роликовые

 

 

 

7-й и 8-й степеней

 

 

и радиально-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точности

 

 

 

упорные

 

Св.

18

до 30

 

10

 

 

 

16

 

25

 

 

 

 

25

 

 

»

30 до 50

 

12

 

 

 

20

 

30

 

 

 

 

30

 

 

»

50 до 120

 

16

 

 

 

25

 

40

 

 

 

 

40

 

 

 

» 120 до 250

 

20

 

 

 

30

 

50

 

 

 

 

50

 

 

 

» 250 до 400

 

25

 

 

 

40

 

60

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 12

 

 

 

Шероховатость Ra для посадочных поверхностей

 

 

 

 

 

 

 

отверстий и валов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Интервалы

 

Отверстие

 

 

 

Вал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Квалитеты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

размеров,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

8

 

9

 

6, 7

 

 

8

 

9

 

 

 

 

 

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ra, мкм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Св.

18 до 50

 

0.8

 

1.6

 

3.2

 

0.8

 

0.8

 

1.6

 

 

 

 

»

50 до 120

 

1.6

 

 

 

3.2

 

1.6

 

 

 

 

3.2

 

 

 

 

»

120 до 500

 

1.6

 

 

 

3.2

 

1.6

 

 

 

 

3.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

 

Шероховатость Ra для поверхностей некоторых деталей

 

 

 

 

 

Вид поверхности

 

 

 

 

 

 

Ra,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мкм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Торцы заплечиков валов для базирования:

 

 

 

 

 

 

 

а) подшипников качения класса точности 0

 

 

 

 

1.6

 

 

б) зубчатых колес при отношении длины отверстия к

 

 

диаметру l/d 0.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.6

 

 

в) то же, при отношении l/d > 0.8

 

 

 

 

 

 

3.2

 

 

Поверхности валов под резиновые манжеты

 

 

 

 

0.4

 

 

Канавки, фаски, радиусы галтелей на валах

 

 

 

 

6.3

 

 

Поверхности шпоночных валов на валах:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рабочая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2

 

 

нерабочая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Источник: https://studfile.net/preview/16565437/