Выбор диаметра вала – червяка

 

Диаметр вала определяем из условия прочности на кручение, а изгиб учитывается путём снижения допустимых напряжений

 

d ³  = 2

 

где Mk–крутящий момент, выбираемый из конструктивных соображений Mk = 20

[t] - допускаемое напряжение [t] = 20 мПа

В связи с тем, что вал изготавливают заодно с червяком принимаем d = 12мм. В процессе разработки конструкции вала размеры назначают исходя из конструктивных соображений. Номинальные диаметры всех посадочных мест согласуют со стандартным рядом номинальных размеров. Для повышения технологичности конструкции размеры галтелей и размеры фасок на одном валу принимают по возможности одинаковыми. Ширина канавок для выхода инструмента также будем принимать одинаковой. В местах изменения диаметра вала выполняем плавный переход-галтель постоянного радиуса. Для уменьшения концентрации напряжений разность между диаметрами ступеней вала должна быть минимальной, а радиус галтели максимальным. На чертеже также показаны предельные отклонения размеров, допуски форм и расположение поверхностей, параметры шероховатости, указания о материале, другие сведения, необходимые для изготовления детали. Требования к шероховатости сопрягаемых поверхностей устанавливают исходя из величины назначенного допуска. Максимально необходимую шероховатость поверхности детали можно определить по заданному допуску в справочнике.

9. Выбор типа подшипников для вала червяка

 

Принимаем предварительно подшипник шариковый радиально-упорный легкой серии 36100 с углом a=12°.

F_r1 = F_r2 = 10.517H; F_a = 40.17H

 

Частота вращения вала n = 300 об/мин. Требуемая долговечность подшипника L = 6300 час. Диаметр посадочной поверхности d = 10 мм.

Для этого подшипника на стр.201 в книге [3] по таблице находим:

 

С = 5030 – динамическая грузоподьемность

С_о = 2180 – статическая грузоподьемность

 

Определяем отношение :

 

F_a /C_o = 40.17/2180 = 0.02

X = 0.014; Y = 1.81; l = 0.3

 

Эти значения находим для заданного отношения по таблице в учебнике [2]. Находим отношение

 

F_a /VF_r = 40.17/1 * 10.517 = 2.74

Окончательно принимаем

 

X = 0.014: Y = 1.81

 

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку. Принимаем значения коэффициентов K_r = 1; K_б = 1.3 в соответствии с таблицей учебника [3].

 

P_f =(VXF_r+YF_r)*K_r*K_б =(1*0.014*10.517+1.81*40.17)*1*1.3 K_r =50.81H

 

Определяем требуемую грузоподьемность по формуле:

 

C_mp = P_f   = 47.48H

 

Так как C_mp< C, то данный подшипник подходит. Характеристики подшипника:

 

d = 10мм; B = 8мм; r = 0.5мм; D = 26мм; a = 20°

 

Способ установки подшипников на валах показан на сборочном чертеже аттенюатора.

 

10. Выбор типа подшипника для подвижного волновода

 

Выбираем предварительно шариковый радиальный подшипник особо легкой серии 107.

Для этих подшипников из таблицы в учебнике [2] находим, что

 

C_o = 15900H - динамическая грузоподьемность.

 

Так как подшипник радиальный, то осевая составляющая равна 0. Из условия равновесия находим

 

F_a = 40.17H; F_r = 17.1 H

 

Находим отношения по таблице в учебнике [3] находим, что

 

X = 0.56; Y = 2.3; l = 0.19

 

Находим отношение

 

F_a /VF_r = 40.17/17.2 = 2.54, 

 

что больше l = 0.19.

Окончательно принимаем X = 0.56; Y = 2.3.

Находим эквивалентную динамическую нагрузку

 

P_e = (F_r *XV + XF_a )* K_б *K_r

 

Принимаем K_r = 1 (температура подшипника меньше 100°C;

K_б = 1, см. таблицу в учебнике 2 ).

 

P_e = (1*0.56*17.1 + 2.3*40.17) = 40.263H

 

Определяем требуемую динамическую грузоподьемность

 

C_mp = P_e   = 49.574H

 

Так как C_mp< C, то предварительно выбранный подшипник подходит. Этот подшипник имеет следуюшие характеристики:

 

d = 31,5мм; B = 14мм; r = 1.5мм; D = 62мм;

C = 15900H; C_o = 8500H.

 

Литература

 

1.Элементы приборных устройств (курсовое проектирование) в 2-х частях под ред. О.Ф. Тащенко. М. «Высшая школа» 1978.

2.Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин. – М.: «Высшая школа» 1978.

3.«Справочник конструктора точных приборов» под. Ред. Н.Я. Левина. М.: «Машиностроение» 1964.

4.Курсовое проектирование механизмов РЭС: Учебное пособие для вузов по спец. «Конструирование и технолог. радиоэлектр. средств»/ В.В. Джамай, И.П. Плево, Г.И. Рощин и др.; Под ред. Г.И. Рощина. – М.: «Высшая школа», 1991.