Ориентировочный расчет валов и предварительный выбор подшипников

Проектируя двухступенчатый редуктор, выполняют ориентировоч­ный расчет промежуточного и выходного валов. Радиальные размеры выходного валов назначают с учетом размеров промежуточного вала и вала электродвигателя.

Ориентировочный расчет валов представляет собой один из этапов расчета валов. При этом из расчета на кручение определяют диаметр той ступени вала, на которую насаживают зубчатое колесо. Снижение прочности вала вследствие действия изгибающих напряжений учитывают уменьшением допускаемых напряжений на кручение. Доля изгибающих напряжений меняется в зависимости от осевых размеров вала, количества зубчатых колес, размещенных на валу, и взаимного направления внешних сил, возникающих в зацеплении зубчатых колес. Совокупное влияние перечисленных факторов на долю изгибающих напряжений можно учесть выбором различных значений пускаемых напряжений при выполнении ориентировочных расчетов валов различных по типу редукторов.

4.1

где , - диаметры ступеней под зубчатыми колесами соответственно для промежуточного и вы­ходного валов;

, - моменты, передаваемые соответственно промежуточным и выходным валами (идентификаторы ТТ1 к TT2);

- коэффициент, зависящий от величины до­пускаемых напряжений кручения и предполагаемой доли изгибающих напряжений; вы­бирают из таблицы 4.1.

Таблица 4.1
Значение коэффициентов
Вал редуктора	Тип редуктора
1 … 2	3 … 5	6 … 11
Промежуточный	6.8	6.6	7.0
Выходной	5.9

Значения принятие по ГОСТ 6636-69 (таблица П.2). идентифицируются как DB2 и DB3.

Диаметры шеек валов под подшипники назначают по каталогу на подшипники так, чтобы диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника был меньше диаметра ступени под зубчатым колесом на 1 … 5 мм.

.

4.2

Принятое значение по каталогу на подшипники идентифицируется как D0.

При предварительном выборе подшипников качения целесообразно ориентироваться на следующие рекомендации:

1. Выходной вал всех 11 типов редукторов устанавливают на шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии.

2. Входной и промежуточный валы устанавливают на подшипники одного типоразмера - шариковые радиальные одноряд­ные средней серим.

Окончательно размеры валов устанавливают в ходе эскизного проектирования по результатам расчета валов на усталость и расче­та подшипников по динамической грузоподъемности.

ПРИЛОЖЕНИЕ Таблица П.1     Механические характеристики сталей
Марка стали			Твердость	Термо­обработка	Режим, °С, среда
МПа	закалка	отпуск
А. Нормализованные, улучшенные и объемно-закаленные стали
			192-228 HB	У	830-850, В	580-630
	600-700		167-194 HB	H	-	860-900
	650-750		180-207 HB	У	810-840, В	600-650
	700-800		194-222 HB	У	810-840, В	550-600
	750-850		207-236 HB	У	810-840, В	500-550
	800-900		223-250 HB	У	810-840, В	450-500
	850-950		236-263 HB	У	810-840, В	400-450
	700-800	370-420	212-235 HB	У	820-840, В	560-620
50Г			241-285 HB	У	820-840, В	550-600
35Х			187 HB	У	840-860, В	610-630
40Х	700-800		200-230 HB	H	-	890-900
	750-850		215-243 HB	У	830-860, В	650-700
	800-900		230-257 HB	У	830-860, В	600-650
	850-950		243-271 HB	У	830-860, В	550-600
	900-1000		257-285 HB	У	830-860, В	500-550
40ХН	850-950		250-280 HB	У	820-850, В	550-600
	900-1000		265-290 HB	У	820-850, В	500-550
20ХНЗА			293-341 HB	У	820-840, В	400-550
38ХА			269-321 HB	У	860, В	550-590
37ХНЗА			321-387 HB	У	820, В	525-575
40ХНМА			293-375 HB	У	830-850, В	580-620
			38-45 HRC	ОЗ	850-860, В	400-420
			48-52 HRC	ОЗ	840-850, В	290-310
50Г			50 HRC	ОЗ	810-840, В	180-200
			40-48 HRC	ОЗ	810-840, В	380-440
40Х			46-53 HRC	ОЗ	840-860, В	180-200
			36-40 HRC	ОЗ	840-860, В	350-400
40XH			48-54 HRC	ОЗ	810-830, В	190-200
Б. Поверхостно-закаленные, цементируемые, азотированные и цианированные стали
			53-55 HRC	ПЗ
40Х			52-56 HRC	ПЗ
40ХН			51-57 HRC	ПЗ
20Х			20-32 HRC	ЦМ, З, НО	800-830, М	180-200
57-63 HRC
18ХГТ			332-375 HB	ЦМ, З, НО	830-850, М	200-220
56-62 HRC
12ХНЗА			26-46 HRC	ЦМ, З, НО	770-800, М	180-200
56-63 HRC
		260-400 HB	ЦМ, З, З, НО	860, М	150-170
58-63 HRC	760-810, М
12Х2Н4А			280-400 HB	ЦМ, З, З, НО	860, М	150-170
60-65 HRC	760-810, М
20Х2Н4А			300-400 HB	ЦМ, З, З, НО	860, М	150-170
60-65 HRC	760-800, М
38ХМ0А			30-34 HRC	А	500-600, М	600-670
60 HRC	930-950, М
40Х			48-56 HRC	Ц, З, НО	820-830, М	180-200
40ХН			50-54 HRC	Ц, З, НО	910-830, М	190-200
Примечание. 1. В таблице приняты следующие обозначения: H - нормализация, У - улучшение, ОЗ - объемная закладка, ПЗ - поверхностная закладка, ЦМ - цементация, Ц - цианирование, А - азотирование, З - закладка, НО - низкий отпуск, М - масло, В – вода; 2. В числителе указана твердость сердцевины, в знаменателе - поверхности