9. Розрахунок з’єднань деталей з валами

В курсовому проекті необхідно розрахувати з’єднання напівмуфти з ведучим валом, з’єднання зубчастого колеса і шківа пасової передачі чи зірочки ланцюгової передачі з веденим валом. Для таких з’єднань часто застосовуються призматичні шпонки. Для виготовлення шпонок можна призначати конструкційні сталі 40, 45, які пройшли нормалізацію. Розрахунок з’єднання можна виконати в такій послідовності:

9.1. За діаметром вихідного кінця ведучого вала та вихідного кінця веденого вала з таблиць 19.11 [2] чи 8.9 [3] вибрати ширину шпонки b, висоту шпонки h та глибину шпонкового пазу t₁. Довжина шпонки l має бути на 5…10 мм менше ніж довжина вихідного кінця вала. Довжину шпонок слід округляти до найближчих стандартних значень.

Розміри шпонки для з’єднання зубчастого чи черв’ячного колеса з веденим валом вибирати за діаметром цього вала під маточину. Довжину шпонки приймати на 5…10 мм менше від довжини маточини.

9.2. Перевірити шпонкове з’єднання на зминання.

Т – обертовий момент (Н · мм) Для розрахунку шпонки ведучого вала підставляти Т₁, веденого вала – Т₂.

d – діаметр вала, для якого підбирається шпонка.

l_р – робоча довжина шпонки.

Для шпонок з плоскими торцями l_р = l

Для шпонок зі округленими торцями l_р = l – b

[σ_зм] – допустиме напруження на зминання. Якщо на вал встановлюється чавунна деталь (напівмуфта, черв’ячне колесо, шків пасової передачі), то [σ_зм] = 50…70 МПа, якщо напресо-вується сталева деталь (зубчасте колесо, зірочка ланцюгової передачі), то [σ_зм] = 100…120 МПа.

10. Другий етап ескізної компоновки

Другий етап ескізної компоновки призначений для завершення конструювання деталей та вузлів редуктора. Рекомендується наступний порядок виконання цієї компоновки. Зразки компонування і креслення циліндричних редукторів приведені на рис. 13.3 [2], рис. 12.10 і 12.11 [3] та рис. 30…38 [6].

10.1. За розмірами, отриманими в 5-му розділі, викреслити шестерню і зубчасте колесо (черв’як і черв’ячне колесо).

10.2. Накреслити підшипники за остаточними розрахунками (п. 8.3.3, 8.4.3). Розміри підшипників вибрати з таблиць 19.18…19.26[2] або П3…П6[3]. Можна креслити в розрізі тільки одну сторону підшипника, а другу зображати умовно.

10.3. Якщо підшипники змащуються пластичним мастилом, то перед підшипниками слід накреслити маслогінні кільця. Розміри і форму цих кілець приведені на рис. 9.39 [3]. Торці кілець мають виступати на 1…2 мм всередину корпусу редуктора.

Між маслогінним кільцем і маточиною зубчастого чи черв’ячного колеса або підшипником і маточиною на веденому валу слід встановити розпірні втулки для запобігання осьового зміщення колеса.

10.4. Остаточно накреслити кришки підшипників з прокладками і болтами. Діаметр болтів визначений в п. 6.13. Форма і розміри кришок приведені на рис. 7.2…7.6 [2] та рис. 9.31…9.33 [3].

В наскрізних кришках слід передбачити ущільнення для запобігання витікання мастила з підшипникового вузла. Форми і розміри ущільнень приведені на с. 142…148 [2], с. 207…211 [3] та на рис. 25 [6].

10.5. Прийняти форму вихідних кінців валів. Вихідні кінці можуть бути циліндричними і конусними. Можна використати рекомендації §1 [2], § 8.5 і табл. П10 [3] та рис. 7 [6]. Розміри вихідних кінців валів визначені в п. 4.1.1, 4.1.5 та 4.2.1, 4.2.6.

10.6. За розмірами, визначеними в п. 9.1 накреслити на валах канавки під шпонки.

10.7. За розмірами, визначеними в п. 6.11, 6.12, остаточно викреслити зовнішній контур пояса з’єднання корпуса і кришки редуктора. Нанести на креслення отвори для болтів, що кріплять кришку до корпусу редуктора.

Для полегшення процесу складання редуктора часто передбачають два конусні штифти. Розміри штифтів можна вибрати з табл. 10.5 [3], табл. 49 і 50 [6].

10.8. Для заливання масла в редуктор слід передбачити в кришці редуктора вікно, яке закривається кришкою. Конструкції кришок приведені на рис. 11.12 [2], рис. 10.20 [3] та рис. 23 [6]. В червячних редукторах конструкція кришки має забезпечити можливість виходу на зовні повітря з корпусу редуктора при його нагріванні (табл. 11.2 [2]; рис. 10.20, 10.21 чи табл. 10.6 [3]; рис. 21 [6]).

10.9. Для зливання відпрацьованого масла в нижній частині корпуса має бути різьбовий отвір з пробкою. Розмір пробки визначений в п. 6.14. Конструкції і розміри пробок приведені на рис.8.9 і табл. 8.5, 8.6 [2], табл. 10.7 [3] і табл. 54 [6].

10.10. В конструкції редуктора необхідно передбачити можли-вість контролю за рівнем масла. Різні форми масловказівників та їх розміри приведені на рис. 9.11, 9.12 [2]; рис. 10.34…10.37 [3]; в табл. 55 [6].

10.11. Рівень масла встановлюється так, щоб колесо цилін-дричного чи черв’ячного одноступінчастого редуктора занурюва-лось у ванну на висоту зуба, але не менше 10 мм. В конусних редукторах колесо занурюється в масло на всю довжину зуба.

В черв’ячних редукторах з нижнім розташуванням черв’яка рівень масла встановлюється на висоту витка черв’яка, але не вище центра нижнього тіла кочення підшипника. Якщо розміри підшипника не дозволяють черв’яку занурюватись в масло, то на черв’ячному валу встановлюють кільця, які розбризкують масло.