10.2 Выбор и расчет фрикционной дисковой муфты

На промежуточном валу установлена фрикционная дисковая муфта

Исходные данные:

Т_z3=108,23 Нм диаметр валаd=32ммn_z3=450мин^-1

Выбираем много дисковую фрикционную муфту нормального исполнения МН 5664-65

Выбираем муфту №10

Т=110Нм; d₀=d_в=42мм;D_нар=125мм;D_вн=92мм;Z=12;Z_нар=6;Z_вн=7

Найдем действительное давление на поверхностях трения муфты:

где

Определяем скорость на среднем диаметре поверхности трения

f=0,08

[p]=0,8МПа

0,44<0.8МПа – износостойкость поверхностей трения обеспечена

Рассчитаем общую силу надавливания на диски муфты:

Тепловой расчет дисковой муфты не выполняем т.к. она нормализирована.

Рассчитываем осевую силу на поводковой втулке механизма сдавливания дисков

рассчитываем основные размеры кулочка

тогда:

Рассчитываем нормальную силу приложенную к рабочему профилю кулачка со стороны поводковой втулки:

Вычисляем кратность уменьшения силы механизмом сдавливания дисков:

Рассчитываем перемещение кулачка, необходимое для включения муфты:

тогда зазор между дисками во включенной муфте равен:

Вычисляем кратность уменьшения осевой силы механизмом ручки управления

(U_рук=2...5 –рекомендовано)

Принимаем механизм с радиусом сектора R=85мм

Принимаем l_p=150мм из конструктивных соображений.

Рассчитываем кратность уменьшения силы механизмом управления

Вычисляем угол поворота ручки механизма управления

где i=2 – число позиций поводковой втулки муфты.

11. Расчет шпоночных соединений

11.1 Расчет шпоночного соединения под цепную муфту на быстроходном валу

Исходные данные:

P=5,36кВт;n=720мин^-1;

d_в=25мм l_ст=58мм

Материал шпонки – сталь 45, материал муфты – сталь 35.

11.1.1 По ГОСТ 23360-78 выбираем шпонку призматическую обыкновенную со следующими размерами:

b=8мм;h=7мм; l=30мм.

11.1.2 Вращающий момент, который должно передавать соединение:

T=71,09Нм

11.1.3 Напряжение смятия на рабочей грани шпонки:

где

11.1.4 Допускаемые напряжения.

где S=2 – принятый коэффициент запаса прочности;

- предел текучести для стали 45

Шпоночное соединение работоспособно.

11.2 Расчет шпоночного соединения на быстроходном валу в зацеплении с шестерней.

Исходные данные:

P=5,31кВт;n=720мин^-1;

d_в=28мм l_ст=38мм

Материал шпонки – сталь 40Х, материал шестерни– сталь 45.

11.2.1 По ГОСТ 23360-78 выбираем шпонку призматическую обыкновенную со следующими размерами:

b=8мм;h=7мм; l=25мм.

11.2.2 Вращающий момент, который должно передавать соединение:

T=70,43Нм

11.2.3 Напряжение смятия на рабочей грани шпонки:

где

11.2.4 Допускаемые напряжения.

где S=2 – принятый коэффициент запаса прочности;

- предел текучести для стали 40Х

Шпоночное соединение работоспособно.

11.3 Расчет шпоночного соединения на промежуточном валу в зацеплении с колесом.

Исходные данные:

P=5,15кВт;n=450мин^-1;

d_в=32мм l_ст=45мм

Материал шпонки – сталь 45, материал шестерни– сталь 45.

11.3.1 По ГОСТ 23360-78 выбираем шпонку призматическую обыкновенную со следующими размерами:

b=10мм;h=8мм; l=37мм.

11.3.2 Вращающий момент, который должно передавать соединение:

T=109,29Нм

11.3.3 Напряжение смятия на рабочей грани шпонки:

где

11.3.4 Допускаемые напряжения.

где S=2 – принятый коэффициент запаса прочности;

- предел текучести для стали 45

Шпоночное соединение работоспособно

11.4 Расчет шпоночного соединения на тихоходном валу в зацеплении с колесом.

Исходные данные:

P=4,9кВт;n=225мин^-1;

d_в=40мм l_ст=55мм

Материал шпонки – сталь 40ХН, материал шестерни– сталь 45.

11.4.1 По ГОСТ 23360-78 выбираем шпонку призматическую обыкновенную со следующими размерами:

b=12мм;h=8мм; l=42мм.

11.4.2 Вращающий момент, который должно передавать соединение:

T=207,98Нм

11.4.3 Напряжение смятия на рабочей грани шпонки:

где

11.4.4 Допускаемые напряжения.

где S=2 – принятый коэффициент запаса прочности;

- предел текучести для стали 40ХН

Шпоночное соединение работоспособно

11.5 Расчет шпоночного соединения на тихоходном валу в зацеплении со звездочкой.

Исходные данные:

P=4,85кВт;n=225мин^-1;

d_в=28мм l_ст=34мм

Материал шпонки – сталь 18ХГТ, материал звездочки– сталь 40ХН.

11.5.1 По ГОСТ 23360-78 выбираем шпонку призматическую обыкновенную со следующими размерами:

b=8мм;h=7мм; l=30мм.

11.5.2 Вращающий момент, который должно передавать соединение:

T=205,86Нм

11.5.3 Напряжение смятия на рабочей грани шпонки:

где

11.5.4 Допускаемые напряжения.

где S=2 – принятый коэффициент запаса прочности;

- предел текучести для стали 18ХГТ

Шпоночное соединение работоспособно

12. Расчет болтов крепления механизма к сварной раме.

Редуктор связан с электродвигателем цепной муфтой которая передает на входной вал:

Р_вх=5,36кВт Т_вх=71,09Нм

На выходном валу редуктора установлена звездочка цепной передачи, имеющая

d₁=136,53мм, частоту вращенияn_зв=225мин^-1.КПД редуктора, весG=980H.

И передающая Р_вых=4,85 кВт. Т_вых=205,86Нм

Определение действующих на редуктор силовых факторов.

Направление момента вращения на входе совпадает с направлением вращения быстроходного вала.

Направление момента вращения на выходе совпадает с направлением вращениязвездочки.

Натяжение ветвей в цепной передаче:

Вертикальной составляющей нет.

Силовой фактор	Производные силового фактора	Силовые воздействия на болты, Н
		1	2	3	4	5	6
G	G=980H		-163	-163	-163	-163	-163
Tвх	Tвх=71090Нмм		-37	-37	-57	-57	-57
Твых	Твых=205860Нмм		94	171	171	94	-129
			128	704	704	128	-448
			183	794	851	357	597
			545	545	545	545	545
Сумма осевых сил		-706	22	675	655	2	-797
Сумма сдвигающих сил		450	410	840	1120	870	1080

Расчет диаметров болтов.

Наиболее нагруженным в соединении является болт 6; по нему ведется проверочный расчет.

Подтяжка под нагрузкой не предполагается. Для расчета примем: коэффициент трения на стыке (метал – метал); коэффициент податливости стыка(сталь – чугун),

коэффициент затяжки ; допускаемые напряжения(материал болта – сталь 45, ожидаемый размер М16)

для соединения принимаются болты М16.