9. Расчет шпоночных соединений

9.1. Шпоночное соединение ведомый шкив клиноременной передачи – червячный вал.

Диаметр вала: d=30 мм; Передаваемый момент: T=73,4 Нм. В соединении используем призматическую шпонку со скруглёнными торцами.

По ГОСТ 23360-78 определим размеры шпонки:

b=10 мм; h=8 мм; t₁=5 мм; t₂=3,3 мм;

Соединение неподвижное, вал стальной, ведомая полумуфта стальная, поэтому [σ]_см=140МПа.

Из условия прочности на смятие для призматических шпонок

[5, c.76, форм.4.1]

находим рабочую длину шпонки:

Длина шпонки: l = l_р + b = 12,4 + 10 = 22,4 мм

Учитывая, что ширина ведомого шкива клиноременной передачи 80 мм, из стандартного ряда выберем длину: l =25 мм.

В результате получим по ГОСТ 23360-78 шпонку следующих размеров:

b x h x l = 10 х 8 х 25.

9.2. Шпоночное соединение ведомый вал – червячное колесо.

Диаметр участка вала под червячное колесо: d=100 мм; Передаваемый момент: T=1551,44 Нм. В соединении используем призматическую шпонку со скруглёнными торцами.

По ГОСТ 23360-78 определим размеры шпонки:

b=26 мм; h=16 мм; t₁=10 мм; t₂=6,4 мм;

Соединение неподвижное, вал стальной, ведомая полумуфта стальная, поэтому [σ]_см=140МПа.

Из условия прочности на смятие для призматических шпонок

[5, c.76, форм.4.1]

находим рабочую длину шпонки:

Длина шпонки: l = l_р + b = 36 + 22 = 58 мм

Принимаем по ГОСТ 23360-78 шпонку следующих размеров:

b x h x l = 26 х 16 х 56.

9.3. Шпоночное соединение ведомый вал – звездочка цепной передачи.

Диаметр участка вала под звездочку: d = 80 мм; Передаваемый момент: T=1551,44 Нм. В соединении используем призматическую шпонку со скруглёнными торцами.

По ГОСТ 23360-78 определим размеры шпонки:

b=22 мм; h=14 мм; t₁=9,0 мм; t₂=5,4 мм;

Соединение неподвижное, вал стальной, ведомая полумуфта стальная, поэтому [σ]_см=140МПа.

Из условия прочности на смятие для призматических шпонок

[5, c.76, форм.4.1]

находим рабочую длину шпонки:

Длина шпонки: l = l_р + b = 35,7 + 22 = 57,u мм

Принимаем по ГОСТ 23360-78 шпонку следующих размеров:

b x h x l = 22 х 14 х 56.

10. Эскизная компоновка привода.

1. Вычерчиваем контуры червячного редуктора с ведомым шкивом клиноременной передачи и звездочкой цепной передачи с элементами их крепления на валах редуктора.

2. Вычерчиваем контуры электродвигателя и ведущего шкива клиноременной передачи на его валу.

3. Вычерчиваем болтовые соединения крепления электродвигателя и редуктора.

Эскизная компоновка привода устанавливает положение узлов и деталей привода относительно друг друга, положение клиноременной и цепной передач и приводного вала.

Эскизную компоновку разрабатываем в следующей последовательности:

4. Намечаем расположение проекций чертежа.

5. Проводим оси проекций и осевые линии валов редуктора на межосевом расстоянии а_w1 = 125 мм, а_w2 = 224 мм и а_w3 = 355 мм.

6. Вычерчиваем контуры стенок редуктора, оси быстроходного, промежуточных и тихоходного валов.

7. На тихоходном валу редуктора, вычерчиваем ведущую звездочку цепной передачи и элементы крепления звездочки на валу.

8. На быстроходном валу редуктора вычерчиваем ведомый шкив клиноременной передачи и его фиксацию на валу.

9. Проводим осевую линию приводного вала.

10. Подбираем подшипники опор валов и наносим их контуры.

11. Конструируем раму привода. Сварная рама состоит из базовой конструкции и надстройки. Базовую конструкцию создаёт нижний пояс, который определяет прочность и жесткость рамы в целом. Надстройка предназначена для установки второй и третьей сборочных единиц привода, опорная поверхность которых оказываемся поднятой (в нашем примере двигатель и редуктор).

Учитывая, что поверхность швеллеров достаточно чистая и ровная, платики можно не применять.

Базовую конструкцию рамы составляем из двух продольно расположенных швеллеров № 12 под редуктор и приваренных к ним двух поперечно расположенных швеллеров № 16 и пластины толщиной 8 мм под электродвигатель Между швеллерами враспор привариваються для обеспечения жесткости вертикальные пластины и швеллер № 6.

Определим размеры отверстий в полках швеллера при закреплении двигателя, редуктора и корпусов подшипников. Для выбранного электродвигателя 4А112М4 по [6, таблица 18.37] диаметр отверстий в лапах d₁₀ =14 мм. Предполагаем использовать для закрепления двигателя болт M12. Для выбранного редуктора КЦ1-200-6,3-41-1 по ([3], с. 708) диаметр отверстий в лапах d₅=18 мм. Предполагаем использовать для закрепления редуктора болт M16.

Для крепления рамы к полу фундаменту применяем фундаментные болты по ГОСТ 24379.1-80 [4, т.2 с. 364], устанавливаемые в скважине с цементным раствором. Диаметр d и число фундаментных болтов ориентировочно принимаем диаметром М16.