9. Розрахунок шпонкових з’єднань

9.1. За діаметром вибираємо розміри шпонки для зєднання

ведучого вала з напівмуфтою:

b=10мм; h=8мм; мм; мм

9.2. Перевіримо шпонкове з’єднання на зминання.

Т – обертовий момент (Н · мм)

d – діаметр вала, для якого підбирається шпонка.

l_р – робоча довжина шпонки.

[σ_зм] – допустиме напруження на зминання. [σ_зм]=100…120 МПа.

Міцність шпонкового зєднання забезпечена

9.3. За діаметром вихідного кінця веденого вала вибираємо b=8мм

h=7мм; мм

9.4. Перевіримо шпонкове з’єднання на зминання

Міцність шпонкового зєднання на зминання забезпечена.

9.5.За діаметром вибираємо розміри призматичної шпонки

для з’єднання зубчастого колеса з веденим валом:

b=12мм h=8мм; мм

9.6.перевірим з’єднання на зминання.

Таким чином міцність шпонкового зєднання забезпечена.

10.Другий етап ескізної компоновки

10.1. За розмірами, отриманими в 5-му розділі, викреслюємо шестерню і зубчасте колесо.

10.2. Креслимо підшипник за останніми розрахунками.

10.3. Креслимо маслогінні кільця, так як підшипники змащуються пластичним мастилом.

10.4. Остаточно креслимо кришкі підшипників з прокладками і болтами.

10.5. Приймаємо форму вихідного вала.

10.6. За розмірами, визначеними в розділі 9.1, накреслюємо на валах канавки під шпонки.

10.7. За розмірами, визначеними в розділі 6.11 та 6.12 остаточно викреслюємо зовнішній контур пояса з’єднання корпуса і кришки редуктора.

10.8. Для заливання масла в редуктор креслемо в кришці редуктора вікно яке закривається кришкою.

10.9. Для зливання відпрацьованого масла в нижній частині корпуса креслимо різьбовий з пробкою.

10.10.Викреслюємо масло вказівник.

10.11. Рівень масла на всю довжину зуба.

11. Перевірка міцності валів

11.1. Перевірка міцності ведучого валу.

Ведучий вал виготовлено заодно з шестернею з сталі 45 для якої межа міцності σ_в = 780МПа

11.1.2. Межа витривалості на згинання

11.1.3. Межа витривалості на скручування

11.1.4. Перевірити міцність вихідного кінця вала.

Вихідний кінець валу навантажений обертовим моментомТ₁=59,78Н∙м.

Концентрація напружень на вихідному кінці вала обумовлюється

наявністю шпонкової канавки, та запресовуванням напівмуфти.

τ_v і τ_m – амплітуда та середнє напруження циклу

W_к – момент опору скручування вала. При наявності шпонкової

канавки

к_τ =2,5- ефективний коефіцієнт концентрації напружень на

скручування (табл. Д 11[1])

ε_τ =0,77 масштабний фактор (табл. Д 12 [1])

ψ_τ = 0,1– коефіцієнт, що враховує вплив середнього напруження циклу на втомну міцність. .

Так як коефіцієнт запаса міцності значно перевищує допустимий то перевірку міцності вала в інших перерізах не потрібно.

11.2.1. Перевірка міцності веденого вала.

Для веденого вала приймаю сталь 45 для якої межа

міцності σ_в = 780МПа.

11.2.2. Межа витривалості на згинання

11.2.3. межа витривалості на скручування

11.2.4. Перевірити міцність вала під маточиною зубчастого колеса.

Концентраторами напружень в точці викликають шпонкова канавка,

та запресовування колеса на вал.. На вал діє обертовий момент

Т₂ = 110,2 Н∙м.

Сумарний згинальний момент визначається за формулою:

Момент опору згинання вала

Момент опору згинанню вала

Амплітуда і середнє напруження циклу дотичних напружень.

Амплітуда нормальних напружень згинання

Середнє напруження згинання.

Ефективні коефіцієнти концентрацій напружень:

к_τ =2,5- ефективний коефіцієнт концентрації напружень на

скручування (табл. Д 11[1])

ε_τ =0,77 масштабний фактор (табл. Д 12, [1])

ψ_τ = 0,1– коефіцієнт, що враховує вплив середнього напруження циклу на втомну міцність

Коефіцієнт запасу міцності на скручування

Коефіцієнт запаса міцності на згинання

Загальний коефіцієнт запаса міцності

Отже міцність вала забезпечена

11.2.5. Перевірка міцності веденого вала під більш навантаженим

підшипником (точка D)

Сумарний згинальний момент :

Момент опору скручуванню вала

Момент опору згинанню вала

Амплітуда і середнє напруження циклу дотичних напружень.

Амплітуда нормальних напружень згинання.

Середнє напруження циклу.

11.2.6. Перевірити міцність вихідного кінця веденого вала.

Вихідний кінець валу навантажений обертовим моментом Т₂=110,2Н М

Концентрацію напружень викликає запресовування зірочки ланцюгової передачі та наявність шпонкової канавки.

τ_v і τ_m – амплітуда та середнє напруження циклу

W_к – момент опору скручування вала. При наявності шпонкової

канавки

к_τ =2,5 (табл. Д 11[1])

ε_τ =0,77

ψ_τ = 0,1.