6. Конструкции цилиндрических зубчатых колес.
Конфигурация колеса во многом зависит от технологии получения заготовки. Предполагается, что заготовки получают свободной ковкой в виде сплошных дисков. Вытачивание облегчающих кольцевых карманов требует значительных затрат.
Для снижения трудоемкости за счет уменьшения объема механической обработки, колеса делают в виде массивных дисков с неглубокими выемками по горцам (рис. 10.16.), либо с невысоким уступом со стороны базового горца (рис 10.1а). Особенно это целесообразно в отношении колес небольших диаметров (до 250 мм.). При больших размерах колеса, как правило, делают дисковой конфигурации (рис. 11.1 в.).
Рис. 6.1 Конструкция колес.
7. Шпоночные соединения с призматическими шпонками.
С помощью шпонки соединяемая деталь фиксируется на валу в окружном направлении. Это позволяет передать вращающий момент от вала к соединяемой детали и наоборот. В осевом направлении ступица шпонкой не фиксируется. Это осуществляют иными конструктивными решениями: буртиком вала, гайкой, упором в торец, установочным винтом или другими способами. Исключение осевого перемещения шпонки при эксплуатации достигается ее установкой в глухой паз, получаемый фрезерованием пальцевой (концевой) фрезой. При установке шпонки в открытый паз, например получаемый дисковой фрезой, возникает необходимость осевой фиксации шпонки, например винтом.
Рис. 7.1 Шпоночные соединения призматическими шпонками.
В проектируемом редукторе с помощью шпонок передается вращающий момент от двигателя к быстроходному валу, от тихоходного вала к валу насоса и от колеса к тихоходному валу. Соответственно шпонки устанавливаются на концевых частях обоих валов и в месте посадки колеса на тихоходный вал. Геометрические размеры шпонок выбираются исходя из диаметров соответствующих валов, а затем проверяются на смятие по вышеописанной методике.
Концевая часть быстроходного вала.
Исходными данными для расчета являются:
d1б= 32 мм - диаметр концевой части.
l1б = 58 мм - длина концевой части.
T1б=63.5 Нм - момент на быстроходном валу.
По
диаметру концевой части вала, по [2]
выбираем шпонку (исполнение 1) с размерами:
b=10
мм; h=8
мм ;
Длина
шпоночного паза:
Длина
шпонки :
По
[2] выбираем шпонку
Гост
23360-78.
Рабочая
длина шпонки будет
Сила смятия, действующая на боковую поверхность шпонки, будет:
Площадь смятия:
Напряжение смятия:
При
выборе допустимого напряжения смятия
следует учесть, что валы и колеса
(небольших размеров) изготавливаются
из легированных сталей с ϬТ=500
800
МПа, а шпонки из Сталь 45 ϬТ=350
МПа. Таким образом, допустимое напряжение
смятия при пульсирующей нагрузке, исходя
из вышеприведенных рекомендаций, можно
принять равным
Концевая часть тихоходного вал.
Исходными данными для расчета являются:
d1T=40 мм - диаметр концевой части.
l1T=82 мм - длина концевой части.
T1T=224.4 Нм - момент на тихоходном валу.
По диаметру концевой части вала, по [2] выбираем шпонку (исполнение 1) с размерами: b=12 мм; h=8 мм ;
Длина
шпоночного паза:
Длина
шпонки:
Выбираем
шпонку
Гост
23360-78.
Рабочая
длина шпонки будет
Сила смятия, действующая на боковую поверхность шпонки, будет:
Площадь смятия:
Напряжение смятия:
Действующее напряжение смятия меньше допустимого.
Зубчатое колесо.
Учитывая схему установки зубчатого колеса на тихоходном валу [2], исходными данными для расчета шпонки будут: d= 46.3 мм, TT=224.4 Нм, при этом длина паза под шпонку не должна выходить за размеры ступицы колеса b2=46.3
Тогда
Длина шпонки
45
мм
Выбираем
шпонку
Гост 23360-78.
Рабочая длина шпонки будет
Сила смятия, действующая на боковую поверхность шпонки, будет:
Площадь смятия (11.5)
Напряжение смятия:
Что меньше допустимого.