Praca domowa nr 3. Wał maszynowy
Strona 1 z 6
1. Wał maszynowy – tre problemu
Problem I. Wał sprz głowy reduktora jednostopniowego
Rys. 1. przedstawia schemat typowego stopniowego wału maszynowego, stosowanego
w reduktorach jednostopniowych z przekładni z bat o kołach walcowych.
Rysunek 1. Schemat projektowanego wału maszynowego
A – czop ko cowy (pod sprz gło), B – czop pod uszczelnienie filcowe, C –
czop pod mocowanie ło yska, D – czop pod ło ysko toczne, E – czop pod
koło z bate, F – czop pod uszczelnienie filcowe, G – czop pod ło ysko
toczne, H – czop pod mocowanie ło yska; PP – przej ciowa powierzchnia
pier cieniowa o znormalizowanym promieniu, PO – znormalizowane
podci cie obróbkowe rodzaju C, KO – karb obr czkowy (półpier cie ).
1. Maj c dan warto momentu obrotowego T 1 na czopie ko cowym oraz rodzaj
czopa (długi/krótki), w oparciu o algorytm podany w dalszej cz ci opracowania (patrz
rozdz. 2.) dobra wymiary geometryczne wału stopniowego zgodnego ze schematem.
(Dobór wymiarów na podstawie algorytmu ma charakter wst pny. Przy projektowaniu
reduktorów nale y przede wszystkim opiera si na wynikach oblicze
wytrzymało ciowych.)
www.pkm.pol ub.pl
Praca domowa nr 3. Wał maszynowy
Strona 2 z 6
2. Sporz dzi rysunek wykonawczy wału, zgodnie z ustalonymi wymiarami
geometrycznymi. Dobra odpowiedni podziałk rysunku. Przy doborze podziałki
kierowa si nast puj cymi regułami:
• rednica czopa ko cowego niewi ksza ni 20 mm — podziałka 2 : 1,
• rednica czopa ko cowego wi ksza ni 20 mm i niewi ksza od 40 mm
— podziałka 1 : 1,
• rednica czopa ko cowego wi ksza ni 40 mm i niewi ksza od 80 mm
— podziałka 1 : 2.
W celu podania poprzecznych wymiarów rowków pod wpust oraz rowków
ustalaj cych podkładki z bate sporz dzi odpowiednie przekroje poprzeczne b d kłady.
Podci cia obróbkowe oraz karby narysowa i zwymiarowa w widokach cz stkowych o
zwi kszonej podziałce
3. Przyj nast puj ce zało enia odno nie stanu powierzchni:
• chropowato powierzchni walcowych czopów B, F — Ra 0,8;
• chropowato powierzchni walcowych czopów A, D, G — Ra 1,6;
• chropowato powierzchni walcowej czopa E, gwintów na czopach C, H, powierzchni
bocznych rowków pod wpust w czopach A, E — Ra 3,2;
• chropowato pozostałych powierzchni — Ra 6,3;
4. Stolerowa normalnie nast puj ce wymiary:
• Szeroko rowków pod wpust w czopach A, E — w klasie N9;
• rednice czopów D, E, G — w klasie k6;
• rednic czopa A — w klasie m6;
Uwaga: Przy umiejscawianiu wymiarów na rysunku kierowa si nast puj cymi
zasadami:
– zasad niepodawania wymiarów oczywistych,
– zasad niepowtarzania wymiarów,
– zasad grupowania wymiarów
Ponadto wymiary powinny by umieszczone w taki sposób, aby linie wymiarowe nie
przecinały si z innymi liniami wymiarowymi lub liniami pomocniczymi. Liczby
wymiarowe wpisuje si (o ile jest to mo liwe) w połowie długo ci linii wymiarowej, tu
nad lini i równolegle do niej.
www.pkm.pol ub.pl
Praca domowa nr 3. Wał maszynowy
Strona 3 z 6
Informacje pomocnicze:
• rozwi zanie wykona na arkuszu rysunkowym formatu A3; obliczenia zwi zane
z doborem wymiarów geometrycznych wału zamie ci na odwrotnej stronie
arkusza,
• kraw dzie widoczne rysowa lini ci gł grub ,
• osie symetrii rysowa lini cienk „długa kreska-kropka” (–––– ⋅ –––– ⋅ –––– ⋅ ),
• poło enie płaszczyzn przekrojów oraz kładów zaznacza lini cienk „długa
kreska-kropka” ,
• kreskowanie wykonywa lini cienk ci gł , ze stał podziałk , pod k tem 45°
(ewentualnie 135°) do poziomu,
• linie wymiarowe oraz pomocnicze linie wymiarowe rysowa lini cienk ci gł ;
liczby i znaki wymiarowe pisa pismem technicznym o wysoko ci 3,5 mm,
zgodnym z norm PN-EN ISO 3098: 2003
• odległo linii wymiarowej najbli szej zarysowi przedmiotu winna by niemniejsza
ni 10 mm, odległo ci pomi dzy kolejnymi liniami wymiarowymi — niemniejsza ni
7 mm.
2. Algorytm doboru wymiarów geometrycznych
Czop A (ko cowy pod sprz gło)
1. Korzystaj c z tabeli D1.2 (Dodatek 1.) dobra wielko rednicy dA czopa ko cowego
wału odpowiadaj c zadanemu momentowi obrotowemu T 1, zakładaj c, e moment
zginaj cy ma warto zaniedbywaln . W przypadku, gdy warto T 1 nie znajduje si w
tabeli ( T 1 < 206 Nm), wyliczy rednic ze wzoru D1.1 (Dodatek 1.) i przyj
najmniejsz warto normaln z tabeli D1.2, która jest wi ksza od warto ci obliczonej.
2. Korzystaj c z tabeli D1.1 (Dodatek 1.) i uwzgl dniaj c zadany rodzaj czopa dobra
długo lA czopa dla przyj tej rednicy dA.
3. Znaj c rednic i długo czopa dobra wymiary rowka pod wpust: długo lwA,
szeroko bA oraz wymiar sA. Wykorzysta tabele D5.2 i D5.1 (Dodatek 5.).
4. Okre li wielko sfazowania wprowadzaj cego cA w zale no ci od przyj tej rednicy
dA. Przyj k t sfazowania równy 45°, natomiast wysoko cA dobra na podstawie
tabeli 1.
5. Dobra wielko nakiełka do wykonania na powierzchni czołowej wału w zale no ci
od rednicy dA. Zastosowa nakiełki odmiany A albo odmiany B. Wykorzysta tabel
D6.1 (Dodatek 6.). Przyj , e nakiełek mo e pozosta w wyrobie gotowym.
6. Odczyta odchyłki dla wymiarów ∅ dAm6; bAN9; (tabele D9.1, D9.2, Dodatek 9.)
www.pkm.pol ub.pl
Praca domowa nr 3. Wał maszynowy
Strona 4 z 6
Tabela 1. Dobór wielko ci sfazowania wprowadzaj cego
rednica wału
Wysoko
rednica wału
Wysoko
∅ d
sfazowania
∅ d
sfazowania
[mm]
c
[mm]
c
ponad
do
[mm]
ponad
do
[mm]
3
6
0,5
18
30
2,0
6
12
1,0
30
50
3,0
12
18
1,5
50
100
4,0
Czop B (uszczelnienie filcowe)
1. Korzystaj c z tabeli D2.1 (Dodatek 2.) dobra wielko rednicy dB czopa pod filcowy
pier cie uszczelniaj cy. Przy doborze uwzgl dni tzw. zasad stopniowania wałów:
1 < dB/ dA ≤ 1,2.
2. Okre li długo lB czopa, zakładaj c, e lB ≥ 4 f, gdzie f jest szeroko ci dna rowka dla rednicy dB (tabela D2.1, Dodatek 2.).
3. Dobra warto promienia RA–B przej ciowej powierzchni pier cieniowej pomi dzy
czopami A i B (tabela D7.1, Dodatek 7).
4. W przypadku gdy 10 ≤ dA ≤ 12, przyjmowa : dla dA = 10 mm — dB = 12 mm, lB = 8
mm; dla dA = 11 mm — dB = 14 mm, lB = 8 mm; dla dA = 12 mm — dB = 15 mm, lB = 8
mm.
Czop C (mocowanie ło yska)
1. Korzystaj c z zasady stopniowania wałów dobra z tabeli D3.1 (Dodatek 3.) rednic
MdC gwintu pod nakr tk ło yskow . Dla nakr tki o przyj tej rednicy gwintu
okre li jej szeroko B, a nast pnie dobra współpracuj c podkładk z bat i
odczyta z tabeli D3.2 (Dodatek 3.) szeroko rowka prowadz cego e, prze wit m oraz
szeroko podkładki L.
2. Okre li długo lC, przyjmuj c, e lC ≥ B + L + 4 [mm].
3. Okre li wymiary ustalaj cego w oparciu o parametry e i m podkładki z batej.
4. Ustali wielko sfazowania wprowadzaj cego gwintu na czopie C. Przyj k t
sfazowania 45°, za wysoko sfazowania — równ skokowi gwintu
5. Dobra warto promienia RB–C powierzchni przej ciowej pomi dzy czopami B i C
(tabela D7.1, Dodatek 7).
6. Warto promienia karbu przyj równ skokowi gwintu.
www.pkm.pol ub.pl
Praca domowa nr 3. Wał maszynowy
Strona 5 z 6
Czop D (pod ło ysko toczne)
1. Korzystaj c z zasady stopniowania wałów dobra z tabel D4.1 i D4.2 (Dodatek 4.)
rednic dD czopa pod ło ysko toczne. Dla przyj tej rednicy wybra wariant ło yska i
odczyta jego szeroko W.
2. Odczyta odchyłki dla wymiaru dCk6; (tabela D9.2, Dodatek 9.)
3. Długo lD czopa ło yskowego obliczy z zale no ci: lD = W – 2 [mm].
4. Zastosowa zewn trzne podci cie obróbkowe rodzaju C pomi dzy czopami D i E.
Wymiary podci cia odczyta z tabeli D8.1 (Dodatek 8).
Czop E (pod koło z bate)
1. rednic dE czopa pod koło z bate obliczy z zale no ci: dE = dD + 5 [mm].
2. Długo lE czopa dobra z przedziału (1,4 ÷ 1,8) ⋅ dE.
3. Dla rednicy dE i długo lE czopa dobra wymiary rowka pod wpust: długo lwE, szeroko bE oraz wymiar sE. Wykorzysta tabele D5.2 i D5.1 (Dodatek 5.). Wymiar
uE (rys.5.1, Dodatek 5.) poło enie rowka wzgl dem kołnierza F przyj równy około
0,3 bE.
4. Odczyta odchyłki dla wymiarów dEk6; bEN9; (tabele D9.1, D9.2, Dodatek 9.)
Czop F (uszczelnienie filcowe)
1. Dobra rednic dF kołnierza F z tabeli D2.1 (Dodatek 2.) w taki sposób, by dF/ dE > 1
oraz dF/ dD ≤ 1,2.
2. Dla przyj tej rednicy dF odczyta z tabeli D2.1 (Dodatek 2.) wymiar f szeroko ci dna
rowka osadzenia pier cienia filcowego i dobra długo lF czopa tak, aby lF ≥ 4 f.
3. Dobra promie RE–F powierzchni przej cia pomi dzy czopami E i F (tabela D7.1,
Dodatek 7.).
Czop G (pod ło ysko toczne)
1. Wymiary czopa G przyj identyczne jak czopa D (czopy s symetryczne wzgl dem
płaszczyzny prostopadłej do osi projektowanego wału).
2. Dobra promie RF–G powierzchni przej cia pomi dzy czopami F i G (tabela D7.1,
Dodatek 7.).
Czop H (mocowanie ło yska)
1. Wymiary czopa H oraz karbu przyj identyczne jak dla czopa C (czopy s
symetryczne wzgl dem płaszczyzny prostopadłej do osi projektowanego wału).
2. Wielko nakiełka na powierzchni czołowej wału dobra w zale no ci od rednicy
gwintu MdH (tabela D6.1, Dodatek 6.). Zastosowa nakiełek odmiany identycznej jak
zastosowano w czopie A. Nakiełek mo e pozosta w wyrobie gotowym.
www.pkm.pol ub.pl
Praca domowa nr 3. Wał maszynowy
Strona 6 z 6
3. Zadania
Problem I
1. Moment obrotowy: T 1 = 10 Nm; rodzaj czopa: krótki.
2. Moment obrotowy: T 1 = 13 Nm; rodzaj czopa: długi.
3. Moment obrotowy: T 1 = 21 Nm; rodzaj czopa: krótki.
4. Moment obrotowy: T 1 = 31 Nm; rodzaj czopa: długi.
5. Moment obrotowy: T 1 = 39 Nm; rodzaj czopa: krótki.
6. Moment obrotowy: T 1 = 44 Nm; rodzaj czopa: długi.
7. Moment obrotowy: T 1 = 52 Nm; rodzaj czopa: krótki.
8. Moment obrotowy: T 1 = 61 Nm; rodzaj czopa: długi.
9. Moment obrotowy: T 1 = 81 Nm; rodzaj czopa: krótki.
10. Moment obrotowy: T 1 = 105 Nm; rodzaj czopa: długi.
11. Moment obrotowy: T 1 = 120 Nm; rodzaj czopa: krótki.
12. Moment obrotowy: T 1 = 165 Nm; rodzaj czopa: długi.
13. Moment obrotowy: T 1 = 180 Nm; rodzaj czopa: krótki.
14. Moment obrotowy: T 1 = 206 Nm; rodzaj czopa: krótki.
15. Moment obrotowy: T 1 = 248 Nm; rodzaj czopa: długi.
16. Moment obrotowy: T 1 = 300 Nm; rodzaj czopa: krótki.
17. Moment obrotowy: T 1 = 400 Nm; rodzaj czopa: długi.
18. Moment obrotowy: T 1 = 470 Nm; rodzaj czopa: krótki.
19. Moment obrotowy: T 1 = 7,7 Nm; rodzaj czopa: długi.
20. Moment obrotowy: T 1 = 12 Nm; rodzaj czopa: krótki.
21. Moment obrotowy: T 1 = 19 Nm; rodzaj czopa: długi.
22. Moment obrotowy: T 1 = 30 Nm; rodzaj czopa: krótki.
23. Moment obrotowy: T 1 = 40 Nm; rodzaj czopa: długi.
24. Moment obrotowy: T 1 = 44 Nm; rodzaj czopa: krótki.
25. Moment obrotowy: T 1 = 50 Nm; rodzaj czopa: długi.
26. Moment obrotowy: T 1 = 60 Nm; rodzaj czopa: krótki.
27. Moment obrotowy: T 1 = 80 Nm; rodzaj czopa: długi.
28. Moment obrotowy: T 1 = 103 Nm; rodzaj czopa: krótki.
29. Moment obrotowy: T 1 = 115 Nm; rodzaj czopa: długi.
30. Moment obrotowy: T 1 = 160 Nm; rodzaj czopa: krótki.
31. Moment obrotowy: T 1 = 180 Nm; rodzaj czopa: długi.
32. Moment obrotowy: T 1 = 200 Nm; rodzaj czopa: długi.
33. Moment obrotowy: T 1 = 410 Nm; rodzaj czopa: krótki.
34. Moment obrotowy: T 1 = 315 Nm; rodzaj czopa: długi.
35. Moment obrotowy: T 1 = 220 Nm; rodzaj czopa: krótki.
36. Moment obrotowy: T 1 = 480 Nm; rodzaj czopa: długi.
www.pkm.pol ub.pl