X. Проверка прочности шпоночных соединений

Шпоночные соединения проверяем на смятие так же, как в §. 12.1.

Здесь ограничимся проверкой прочности лишь одного соединения, передающего вращающий момент от ведомого вала к звездочке.

Диаметр вала в этом месте d_в2 — 48 мм. Сечение и длина шпонки b × × h × l = 14 × 9 × 63, глубина паза t₁ =5,5 мм по ГОСТ 23360-78.

Момент на звездочке Т₃ =40010³ Н·мм.

Напряжение смятия

XI. Уточненный расчет валов

Так же, как в примере § 12.1, считаем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения — по отнулевому (пульсирующему).

Материал валов — сталь 45 нормализованная; σ_в = 570 МПа (см. табл. 3.3).

Пределы выносливости σ_-1, =0,43·570 = 246 МПа и τ_-1 = 0,58·246 = =142 МПа.

У ведущего вала определять коэффициент запаса прочности в нескольких сечениях нецелесообразно; достаточно выбрать одно сечение с наименьшим коэффициентом запаса, а именно сечение в месте посадки подшипника, ближайшего к шестерне (см. рис. 12.16). В этом опасном сечении действуют максимальные изгибающие моменты М_Y и М_X и крутящий момент Т_z = Т₁.

Концентрация напряжений вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал.

Изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях

Суммарный изгибающий момент

Момент сопротивления сечения

Амплитуда нормальных напряжений

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

По табл. 8.7

Полярный момент сопротивления

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

По табл. 8.7 коэффициент ψ_τ = 0,1;

Коэффициент запаса прочности

Для обеспечения прочности коэффициент запаса должен быть не меньше [s] = 1,5 ÷ 1,7. Учитывая требования жесткости, рекомендуют [s] = =2,5 ÷ 3,0. Полученное значение s = 2,55 достаточно.

У ведомого вала следовало бы проверить прочность в сечении под колесом d_K2 — 60 мм и под подшипником d_П2 =55 мм со стороны звездочки. Через оба эти сечения передается вращающий момент Т₂ = 400·10³ Н·мм, но в сечении под колесом действует изгибающий момент

а под подшипником М_и3 = F_Bl₃ = 3978·100 = 397,8·10³ Н·мм. М_и2 больше М_и3 всего на 7%, а момент сопротивления W₂ больше W₃ пропорционально , т.е. на 30%. Поэтому заключаем, что из этих двух сечений более опасно сечение под подшипником. Для него и проведем расчет.

Изгибающий момент M_и3 = 397,8 · 10³ Н · мм.

Момент сопротивления сечения

Амплитуда нормальных напряжений

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

где = 3,40 (см. табл. 8.7).

Полярный момент сопротивления

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных на­пряжений

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

где (см. табл. 8.7) и ψ_τ = 0,1;

Коэффициент запаса прочности

XII. Вычерчивание редуктора

Вычерчиваем редуктор в двух проекциях (рис. 12.19) в масштабе 1:1 с основной надписью и спецификацией. Спецификацию составляем аналогично приведенной на с. 319.

Укажем некоторые конструктивные особенности проектируемого редуктора.

Подшипники ведущего вала смонтированы в общем стакане.

Рассмотрим, как передается осевая сила. От шестерни осевая сила передается через заплечик вала, мазеудерживающее кольцо, внутреннее кольцо правого подшипника, распорную втулку, левый подшипник, промежуточное кольцо, крышку подшипника и болты. С болтов осевая сила передается на корпус редуктора.

Подшипниковый узел ведущего вала уплотнен с одной стороны мазеудерживающим кольцом, а с другой — манжетным уплотнением.

Подшипники ведомого вала уплотнены так же, как подшипники ведущего вала. Осевая сила от зубчатого колеса передается через мазеудерживающее кольцо на внутреннее кольцо подшипника, через ролики на наружное кольцо, далее через промежуточную втулку, крышку подшипника и болты на корпус редуктора.

Рис. 12.19. Конический одноступенчатый зубчатый редуктор

Радиально-упорные подшипники регулируют набором металлических прокладок (см. рис. 12.19), устанавливаемых между подшипниковыми крышками и фланцами стаканов.

Зубчатое зацепление регулируют набором металлических прокладок, устанавливаемых между фланцем стакана ведущего вала и бобышкой корпуса редуктора, а также прокладками на ведомом валу, которые могут изменять расположение зубчатого колеса.

Для осмотра зацепления и заливки масла служит окно в верхней части корпуса редуктора. Окно закрыто крышкой; для уплотнения под крышку окна помещают прокладку из технического картона.

Маслоспускное отверстие закрывают пробкой и уплотняют прокладкой из маслостойкой резины.

Уровень масла проверяется жезловым маслоуказателем.

Относительное расположение корпуса и крышки редуктора фиксируется двумя коническими штифтами.

Редуктор крепят к фундаменту четырьмя болтами с резьбой М20.