Подбор и проверка прочности шпоночных

СОЕДИНЕНИЙ

Рисунок 7.1 – Шпоночное соединение

Максимальные напряжения смятия в соединении и выполнение условия прочности определим по формуле:

,

где Т – крутящий момент на соответствующем валу, Н·м;

d – диаметр вала в области шпоночного паза;

h – высота шпонки;

t₁ – глубина шпоночного паза на валу;

l – длина шпонки;

b – ширина шпонки.

– материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

7.1.Ведущий вал

Шпонка под муфту:

d = 25 мм; ; b*h*l = 8*7*50 мм

t₁=4 мм; t₂=3,3 мм

7.2.Ведомый вал

Шпонка под червячное колесо:

T₃ = 683,2 Н·м; d = 70 мм; l_cт2 = 100 мм;

b*h*l = 20*12*90 мм; t₁ = 7,5 мм; t₂ = 4,9 мм.

Шпонка под шестерню открытой зубчатой передачи:

T₃ = 683,2 Н·м; d = 60 мм; l_cт3 = 54 мм;

b*h*l = 18*11*45 мм; t₁ = 7 мм; t₂ = 4,4 мм.

Условие выполнено .

КОМПОНОВКА РЕДУКТОРА

8.1.Предварительный выбор подшипников:

На данном этапе расчета редуктора примем:

- для вала червячного колеса – подшипники шариковые радиально-упорные однорядные ГОСТ 831 – 75;

- для вала червяка – подшипники роликовые конические однорядные ТУ 37.006.162 – 89.

Для получения возможности последующей корректировки грузоподъемности подшипников для каждого фиксированного внутреннего диаметра d подшипника предварительно выбираем строку в соответствующем разделе каталога подшипников в средине диапазона параметров D, B и С.

Таблица 8.1– Результат выбора подшипников:

Назначение вала	Обозначение подшипника	d, мм	D, мм	Т, мм	B, мм	Грузоподъемность, кН
динамическая С	статическая Со
Ведущий Вал червяка				32,75			61,5
Ведомый Вал червячного колеса				32,75

8.2.Определим геометрические параметры редуктора:

Минимальное расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора до боковой поверхности ступицы червячного колеса или винтовой нарезки червяка находится из условия:

Расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора до боковой поверхности подшипника качения примем равным:

Расстояние от вершин зубьев червячного колеса до внутренней поверхности крышки редуктора равно:

.

Расстояние от вершин винтовой нарезки червяка до внутренней нижней поверхности стенки корпуса:

.

Из таблицы стандартных значений определим толщину фланцев прижимных крышек подшипников:

– ведущего вала: ;

– ведомого вала: .

Высота головок винтов для крепления крышек подшипников равна:

– ведущего вала: ;

– ведомого вала: .

8.3. Расстояния от боковых поверхностей элементов (муфты и шестерни открытой зубчатой передачи), вращающихся вместе с валами на их выходных концах снаружи корпуса редуктора, до головок болтов крепления крышек подшипников примем равным:

Длина цилиндрической части крышки подшипника вала червяка:

.

Сравнивая два размера: длину ступицы червячного колеса и наружный

диаметр винтовой нарезки червяка , определим из них максимальный размер :

;

Обозначение упругой втулочно-пальцевой муфты с номинальным крутящим моментом Т_м = 125 Н·м, диаметром посадочного отверстия под вал редуктора:

d_в = 25мм, исполнения 2: L_cт=60 мм

Определяем длину ступицы открытой зубчатой передачи: L_cт=b₁=54мм

Крутящий момент на этом валу: н · м. Максимальный крутящий момент, воспринимаемый муфтой н · м. Проверим выполнение условия работоспособности муфты:

=683,2Н·м ≥ =125Н·м , условие выполняется.

8.4.Расчет пролетов

При расчете пролетов на данной стадии проектирования принимаем расчетную схему редуктора с симметричным расположением подшипников на валу червяка .

Данные, необходимые для расчета пролетов валов сводим в таблицу 8.3

Вал	B				h4	c	c1	s	c7	Вmax
Ведущий			6.4				121 12
Ведомый

В таблице:

Т- максимальная ширина роликового конического однорядного подшипника;

S- ширина фланцев корпуса и крышки в плоскости контакта (верхнего пояса) у подшипников.

Lст –длина ступицы муфты и шестерни на выходном конце.

Проведем расчет длин пролетов по формулам:

Вал червяка.

- расстояние между опорами (плоскостями симметрии подшипников):

;

- расстояния от плоскости симметрии передачи до плоскостей симметрии подшипников:

;

- расстояние от точки приложения радиальной силы на входном конце до оси симметрии ближайшего подшипника:

8.4.2.Вал червячного колеса:

- расстояние между опорами (плоскостями симметрии подшипников):

;

- расстояния от плоскости симметрии передачи до плоскостей симметрии подшипников:

;

- расстояние от точки приложения радиальной силы на выходном конце до оси симметрии ближайшего подшипника:

В данном разделе необходимо представить схему редуктора с результатами расчета пролетов валов. При этом желательно, чтобы расположение выходных концов ведущего и ведомого валов соответствовали кинематической схеме задания на проектирование.