Выбор и проверка расчётом шпоночных соединений

Шпоночные соединения служат для передачи вращающего момента от вала к ступице или от ступицы к валу в зависимости от того, какая деталь является ведущей. Шпонки изготовляют из углеродистых сталей с пределом прочности не менее 600 МПа. Допустимые напряжения на смятие при спокойной нагрузке рекомендуется принимать: для стальной ступицы
[σ_см] = 80…120 МПа, для чугунной - [σ_см] = 50…70 МПа.

Основным расчётом для призматических шпонок является условный расчёт на смятие:

, МПа (177)

где d – диаметр вала, мм;

h – высота шпонки, мм;

t – глубина паза вала, мм;

l_р – рабочая длина шпонки, мм.

l_р = l – b, (178)

где l – длина шпонки (смотрим компоновку), мм;

b – ширина шпонки, мм (таблица 40).

Таблица 40 - Размеры призматических шпонок

Диаметр вала d	Сечение шпонки	Глубина паза
b	h	вала, t1	ступицы, t2
6…8 8…10 10...12 12…17 17…22 22…30 30…38 38…44 44…50 50…58 58...65 65…75 75…85			1,5 2,5 3,5 5,5 7,5	0,8 1,3 1,8 2,3 2,8 3,3 3,3 3,3 3,8 4,3 4,4 4,9 5,4

Определение конструктивных элементов редуктора по эмпирическим формулам

Размеры основных элементов корпуса определяют в зависимости от значения наибольшего вращающегося момента на тихоходном валу редуктора.

, Н∙м

Толщина стенки нижней части корпуса

, мм

Толщина стенки крышки корпуса

, мм.

Крышку крепят к корпусу улучшенными винтами с шестигранной уменьшенной головкой класса точности 6.6.

Толщина ребра у основания

мм.

Диаметр стяжных винтов

, мм.

Толщина фланца по разъему

, мм.

Ширина фланца

, мм.

Диаметр фундаментального болта

, мм.

Толщина лапы фундаментного болта

, мм.

Число фундаментных болтов при мм. , при мм .

Уклон дна может составлять от 1:100 до 1:200.

Элементы корпуса должны сопрягаться одинаковым радиусом

r≈0,25∙δ, мм.

Диаметр штифта

d_шт ≈ 0,5∙d, мм.

Тепловой расчёт червячной передачи

При установившемся режиме работы редуктора всё выделяемое тепло отдаётся через его стенки окружающему воздуху.

Количество тепла, отдаваемое окружающему воздуху в секунду:

, Дж (179)

Количество тепла, выделяемое в секунду:

, Дж (180)

где Р₁ – мощность на валу червяка, Вт;

η – к.п.д. червячной передачи;

К – коэффициент теплопередачи корпуса редуктора, Вт/м²·⁰С.

В среднем при естественном охлаждении К=10…16 Вт/м²·⁰С.

Большие значения выбирают при хорошей циркуляции, малой запыленности воздуха в помещении и свободной циркуляции масла в редукторе.

А – поверхности охлаждения редуктора с учетом дна и 50% бобышек

А≈20· , м² (181)

t_м – температура масла, ⁰С;

t_В – температура воздуха, ⁰С.

По тепловому балансу Q₁=Q₂ нужно определить температуру масла t_м и сравнить ее с максимально допустимой для выбранного масла.