8 Проверка прочности шпоночных соединений.

8.1 Для соединений деталей с валами принимаются призматические шпонки со скругленными торцами по ГОСТ 8789-68. Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Прочность соединений проверяется по формуле

8.2 Для соединения вала электродвигателя с выходным концом ведущего вала при d₁=22 мм выбираем шпонку с параметрами

b · h · l = 6 · 6· 10; t = 3,5 мм

Применяем чугунную полумуфту

8.3 Для крепления зубчатого колеса Z₂ при d₂^˝=35мм выбираем шпонку b · h · l = 10· 8· 32; t₁ = 5 мм

Для стальной ступицы

8.4 Для соединения зубчатого колеса Z₄ при d₃^˝=60мм выбираем шпонку

b · h · l = 18· 11· 63; t₁ = 7 мм

8.5 Для соединения звездочки цепной передачи с выходным концом ведомого вала при d₃=50мм выбираем шпонку b · h · l = 16· 10· 50; t₁ = 6 мм

8.6 Прочность шпоночных соединений достаточна.

9 Подбор подшипников и проверка их долговечности

9.1 Выполняем эскизную компоновку редуктора и определяем все необходимые размеры.

9.2 Рассмотрим ведущий вал

Из предыдущих расчетов:

Усилия в зацеплении равны:

F_t1=1331Н

F_r1=470H

F_a1= 108H

Расстояния между реакциями опор:

a=48мм

b=80мм

Определим реакции опор:

В плоскости X_z:

Проверка:

В плоскости Y_z:

Проверка:

Изгибающие моменты на валу:

М_у(А)=R_y1 ·b =725 ·80 = 58000 Н ·мм

М_Х(В)=R_y2 ·b =255 ·50 = 12750 Н ·мм

Кроме усилий в зацеплении на ведущий вал действует консольная нагрузка от муфты

На расстоянии

l_м=0,7d₁+80=0,7·22+80=95 мм

Т.к. направление силы F_M неизвестно, то определим реакции опор и моменты от них отдельно от других сил.

Реакции опор от силы F_M

М_В=R_B·b=1406·80=112480H.мм

М_А=R_А·b=763·80=61040H.мм

Т.к. направление силы F_M неизвестно, то определим суммарные реакции опор исходя из худшего положения для вала, т.е. направление реакций совпадают.

Суммарные радиальные реакции

При диаметре вала d¹=22 мм по ГОСТ 8338-75 выбираем

роликоподшипники качения однорядные легкой серии № 7206

с параметрами d=30мм; D=62 мм; С=31500 Н; Т=18мм

Эквивалентная нагрузка на подшипник:

При вращении внутреннего кольца коэффициент

V=1

При спокойной нагрузке коэффициент

К_δ=1,0

Осевую нагрузку воспринимает подшипник А (см. чертёж)

Для подшипника А получаем при

Долговечность подшипника

Найденная долговечность приемлема.

9.3 Рассмотрим промежуточный вал.

Из предыдущих расчетов:

F_t2= F_t1=1331H

F_r2= F_a1=108H

F_a2= F_r1=470H

F_t3=3702H

F_r3=1382H

Расстояния между реакциями опор:

a=52мм

b=67мм

с=50мм

Реакции опор равны

Изгибающие моменты

М_Х(С)=R_yA·а=1255·52=65260 Н·мм

М_Х(D)=R_yB·c=35·50=1750 Н·мм

М_У(С)=R_xA·а=2169·52=112788 Н·мм

М_У(D)=R_xB·с=210·50=10500 Н·мм

Суммарные радиальные реакции

Для опор вала выбираем роликоподшипники однорядные конические средней серии № 7206 с параметрами:

d=30мм; D=62 мм; С=31500 Н; Т=18мм

Для опоры А, как более нагруженной

Долговечность подшипника достаточна

9.4 Рассмотрим ведомый вал.

F_t4= F_t3=3702H

F_r4= F _r3=1382H

Расстояния между реакциями опор:

a=116мм

b=52мм

с=121мм

Реакции опор

Изгибающие моменты.

Кроме усилий в зацеплении на ведомый вал действует консольная нагрузка от звездочки цепной передачи.

F_в= 5099Н

На расстоянии от ближайшего подшипника

l_ц=58мм

Т.к. направление силы F_M неизвестно, то определим реакции опор и моменты от них отдельно от других сил

Реакции опор от силы F_M

Изгибающие моменты

Суммарные радиальные реакции.

При диаметре вала d₃^’=50мм выбираем в качестве опор

шарикоподшипники однорядные легкой серии 7211 ГОСТ 8338-75

с параметрами d=55мм; D=100 мм; T=23 мм; С=65000 Н;

Для опоры B, как более нагруженной получим

Долговечность подшипника достаточна