Расчет валов на жесткость. Вал, рассчитанный из условий динамической прочности, может не обеспечить нормальной работы зубчатых колес и подшипников

Вал, рассчитанный из условий динамической прочности, может не обеспечить нормальной работы зубчатых колес и подшипников, если под действием передаваемых усилий он будет чрезмерно деформироваться.

Расчет на жесткость сводится к определению прогибов и углов наклона оси вала и к сопоставлению их с допускаемыми. Допускаемый прогиб вала y не должен превышать 0,0001…0,0005 расстояния между опорами или 0,01…0,03 модуля под зубчатыми колесами. Углы наклона θ оси вала в опорах не должны превышать в радианах: 0,0025 – для цилиндрических роликоподшипников; 0,0016 – для конических роликоподшипников; 0,005 – для однорядных шарикоподшипников; 0,05 – для сферических подшипников, и быть не более 0,001 – под зубчатыми колесами.

Таблица 4.2

Формулы углов наклона и прогибов двухопорных валов

Углы наклона и прогибы
		–
		–
		–
		–

ВЫБОР МУФТЫ

В заданиях на курсовое проектирование предусматривается не проектирование муфт для соединения валов, а выбор муфты из числа стандартных конструкций с учетом особенностей эксплуатации прибора.

Типоразмер муфты выбирают по диаметру вала и величине расчетного крутящего момента на данном валу:

,

где k – коэффициент, учитывающий условия эксплуатации (k = 1,15…1,3);

T_ном– номинальный крутящий момент, Н·м;

[T] – предельный крутящий момент, Н·м.

Если соосность валов в процессе монтажа и эксплуатации строго выдерживается (например, двигатель крепится к корпусу стаканом, имеющим центрирующие выступы), то допустимо устанавливать жесткие муфты. В этом случае выбираем муфту втулочную по ГОСТ 24246-96 [2, 3] (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Конструкция втулочной муфты

Если отклонение от соосности соединения валов больше 0,1 мм (двигатель установлен на плите на лапах), то нужно устанавливать дисковые, плавающие или упругие муфты.

Эти муфты допускают у соединяемых валов небольшое отклонение от соосности или несовпадение геометрических осей, смещение и перекос их на некоторый угол.

Дисковые муфты или муфты с поводком характеризуются тем, что один из закрепляемых на концах осей дисков 1 и 2 или подобных им деталей (рис. 5.2) имеет на окружности штифт, палец или кулачок, а другой – соответствующее отверстие или прорезь, куда входит этот штифт или палец.

Рис. 5.2. Конструкция дисковой муфты

На рис. 5.3 изображена упругая четырехпальцевая муфта, имеющая среднюю часть, изготовленную из резины. Такое устройство муфты допускает некоторую несоосность и перекос соединяемых валов за счет эластичности средней части муфты.

Рис. 5.3. Муфта упругая четырехпальцевая

На рис. 5.4 показана плавающая муфта, состоящая из трех частей: двух одинаковых крайних 1 и 3 и средней части 2. Каждая из крайних частей муфты имеет прорезь, в которую входят соответствующие выступы прямоугольного сечения средней части муфты. Выступы расположены перпендикулярно друг к другу. Это позволяет допускать значительное несовпадение осей соединяемых муфтой валов.

Рис. 5.4. Муфта плавающая

Конкретные размеры выбранной по диаметру вала и величине расчетного крутящего момента муфты берут из справочной литературы [3, 9].