13.3. Подбор шлицевых соединений

Так как выходной конец вала редуктора соединен с муфтой с помощью шлицевого соединения в связи с большим вращающим моментом на данном валу, следовательно входной конец вала исполнительного органа также будет соединен с муфтой с помощью шлицевого соединения. Шлицевые соединения выбираются из ряда стандартных , легкая серия по ГОСТ 1139-80

Таблица 7 – Размеры прямобочного шлицевого соединения.

d, мм	D, мм	Z	b, мм		l, мм
52	58	8	10	440	70

13.4. Подбор шпоночного соединения

Шпонка выбирается из ряда стандартных, по ГОСТ 23360-80

Таблица 8 – Размеры призматической шпонки.

Диаметр вала, D	Шпонка			Шпоночный паз
	b	h	с или r	Вал t1	Втулка t2	с или r
70	20	12	0,6…0,8	7,5	4,9	0.25…0.4

Для фиксации барабана исполнительного органа на валу:

Шпонка 20×12×70 ГОСТ 23360-80.

Рисунок 15 – Геометрические параметры шпоночного соединения

13.6. Проверочный расчет шлицевого соединения для вала исполнительного органа

В данном случае применяется прямобочное шлицевое соединение, как имеющее основное распространение.

Проверяем условие износостойкости по напряжению смятия для расчета на прочность.

где вращающий момент, Нм; длина соединения; статический момент единицы длины рабочей поверхности шлицев относительно оси вала.

где число зубьев; рабочая высота зубьев, мм; средний по высоте зуба диаметр, мм; условно допускаемое давление.

где максимальное допускаемое давление

коэффициент нагрузки, ;

коэффициент допускаемого давления,

коэффициент, учитывающий обшее число циклов нагружений, среднее значение =1;

коэффициент переменности режима, ;

коэффициент учитывающий характер смазки,

Следовательно:

Условие выполнено, запас прочности обеспечен.

13.7. Проверочный расчет шпоночных соединений для вала исполнительного органа

Расчет шпоночного соединения на прочность проводится по напряжениям смятия:

Рисунок 16 – Расчетная схема шпоночного соединения

Условие прочности:

– до пускаемые напряжения на смятие.

Для фиксации звездочки зубчатой цепи на цилиндрическом конце вала:

Шпонка 20×12×70 ГОСТ 23360-80.

Т=1171,5 (Н∙м) – момент на валу;

l_p – рабочая длинна шпонки:

b=20 (мм) – ширина шпонки;

d=70 (мм) – диаметр посадочной части вала;

h=12 (мм) – высота шпонки;

t=7,5 (мм) – глубина паза на валу.

Условие прочности выполнено, запас прочности обеспечен.

13.8. Проверочный расчет вала исполнительного органа на статическую прочность по эквивалентному моменту

Определим силы, действующие на ветви ленты:

F_t = 7700 (Н) – крутящая сила (задана по т.з.);

где F₂ = 0.25F₁, тогда

Следовательно, сила, действующая на ведущую ветвь:

сила, действующая на ведомую ветвь:

Тогда, сила, действующая на вал барабана:

Крутящий момент на валу барабана:

При построении эпюр от реальной конструкции, переходим к расчетной схеме, заменяя опоры соответствующими им реакциями.

Материал вала Сталь 45 ГОСТ 1050-88:

Для определения реакции в опорах, составим уравнения равновесия:

Сумма моментов всех сил, относительно первой опоры («А»):

Сумма моментов всех сил , относительно второй опоры («B»):

Рисунок 17 – Расчетная схема вала исполнительного органа

Так как опора А наиболее нагружено (изгибающая сила и момент), и очевидно является более опасным чем опора B, поэтому расчет ведется по одному сечению:

Изгибающий момент:

где – осевой момент сопротивления (сечения вала с учетом шпонки),

– полярный момент сопротивления (сечения вала с учетом шпонки),

Из формул показанных выше следует:

где K_p=1.5 – коэффициент перегрузки машины.

Фактический коэффициент запаса прочности:

Условие прочности выполнено, запас прочности обеспечен.