4. РАсчет шпоночных соединений
4.1 Шпоночное соединение быстроходного вала.
На быстроходном валу используем призматическую шпонку для передачи крутящего момента с ведомого шкива клиноременной передачи на вал редуктора.
Рассмотрим шпоночное соединение звездочки. Длина входного конца вала l1 = 58 мм, длина ступицы шкива lст = 45 мм. Для нереверсивной передачи установку шкива осуществляем по переходной посадке H7/m6. Тогда для переходной посадки [σсм] = 80 МПа. По таблице 2П.9 [1, c.406] выбираем геометрические параметры шпонки под ведомым шкивом клиноременной передачи: d = 32 мм, b = 10 мм, h = 8 мм, t1 = 5 мм, t2 = 3,3 мм; материал шпонки – сталь 45. Крутящий момент на валу – Т1 = 81,1 Н·м.
Полная длина шпонки:
l = lст – (5…10) (4.1)
l = lст – (5…10) = 45 – (5…10) = 40…35 мм.
Принимаем стандартное значение l = 40 мм.
Расчётная длина шпонки для исполнения 1 (оба торца шпонки скругленные):
lр = l – b (4.2)
lр = l – b = 40 – 10 = 30 мм.
Тогда расчётные напряжения смятия при вращающем:
(4.3)
где T2 — крутящий момент на быстроходном валу, Н·м;
d — диаметр вала, мм;
h — высота шпонки, мм;
t1 — глубина паза вала, мм;
lр — рабочая длина шпонки, мм.
,
что меньше [σсм] = 80 МПа. Условие прочности на смятие выполняется.
4.2 Шпоночное соединение тихоходного вала.
На тихоходном валу используем призматическую шпонку для передачи крутящего момента с конического колеса на вал.
Рассмотрим шпоночное соединение конического колеса. Диаметр вала d = 32 мм. Длина ступицы lст = 60 мм. Материал ступицы – сталь 40Х. Тогда для посадки с натягом H7/s6 и стальной ступицы [σсм] = 200 МПа. По таблице 2П.9 [1, с.406] выбираем геометрические параметры шпонки: d = 32 мм, b = 10 мм, h = 8 мм, t1 = 5 мм, t2 = 3,3 мм; материал шпонки – сталь 45. Крутящий момент на валу – Т3 = 155,8 Н·м.
Полная длина шпонки
l = lст – (5…10) = 60 – (5…10) = 55…50 мм.
Принимаем стандартное значение l = 55 мм.
Расчётная длина шпонки для исполнения 1 (оба торца шпонки скругленные)
lр = l – b = 55 – 10 = 45 мм.
Тогда расчётные напряжения смятия при вращающем по формуле 4.3:
,
что меньше [σсм] = 200 МПа.
Условие прочности на смятие выполняется.
5. Расчет и конструирование подшипниковых узлов
5.1 Проверочный расчет подшипников быстроходного вала
Для
быстроходного вала предварительно
выбран конический однорядный
роликоподшипник лёгкой серии 7209А, для
которого по табл. 2П.15 приложения 2П [1,
c.414]:
d
= 45 мм; D
= 85 мм; e
= 0,4; Y
= 1,5;
кН.
1) Определяем суммарные реакции в опорах
(5.1)
;
(5.2)
.
2) Определяем осевые составляющие от действия радиальных нагрузок
(5.3)
;
(5.4)
.
3) Определяем расчетные осевые силы на подшипник:
а) опора 1.
;
.
б) опора 2.
;
;
.
4.Вычисляем
отношение
Так
как на валу установлены два одинаковых
подшипника, то
подсчитываем для
наиболее нагруженного:
.
5.
Определяем приведенную или эквивалентную
нагрузку на подшипник при
и
.
Для этого сравниваем коэффициенты
осевого нагружения
и
.
Так
как
,
то коэффициент осевой нагрузки Y
= 1,5, а коэффициент радиальной нагрузки
X
= 0,4, следовательно,
(5.5)
.
6. Определяем требуемую динамическую грузоподъемность подшипника, приняв
;
;
(5.6)
;
.
Грузоподъемность и работоспособность подшипника обеспечена.