Определение способа выполнения шестерни и вала

Рисунок 18 – Шестерня со шпоночным пазом

d_f1=76,5 мм, t₂=4 мм, m_П=3

2,5∙m_п=2,5∙3=7,5 мм,

X=16,25>7,5 мм

Значит шестерня выполнена отдельно от вала

Рисунок 19 – Шестерня отдельно от вала

8. Выбор и проверочный расчет шпонок

Рисунок 20 – Вал со шпоночными пазами

Для соединения валов с колесами обычно используют призматические шпонки. Размеры сечения шпонок и их длину выбирают по ГОСТ 23360-78 [2] с 169. Материал шпонок – сталь 45.

Таблица 23 – Шпонки призматические, размеры в мм

Диаметр вала, d	Сечение шпонки, bxh	Глубина паза
		Вала, t1	Втулки, t2
свыше 12 до 17 22-30	6x6 8x7	3,5 4,0	2,8 3,3
30-38 38-44 44-50	10x8 12x8 14x9	5,0 5,0 5,5	3,3 3,3 3,8
50-58 58-65	16x10 18x11	6,0 7,0	4,3 4,4

Шпонка под звездочку

d_1ш=28 мм

Длина шпонки должна быть меньше длины ступицы на 5-10 мм

Длина ступицы

Шпонку рассчитывают на смятие, а иногда и на срез. Напряжение смятия узких граней шпонки не должно превышать допускаемого, то есть должно соблюдаться условие:

– допускаемое напряжение смятия. = 100 МПа для стальной ступицы.

= 50…70 МПа для чугунной ступицы.

F – окружная сила, действующая на шпонку

А – площадь смятия шпонки

Рисунок 21 – Шпонка призматическая и окружная сила F

d_1ш=28 мм, b=8 мм, h=7 мм, t₁=4,0 мм.

h– t₁ = 7 – 4,0 = 3 мм

А_см=( h– t₁)l_p,

где l_p – рабочая длина шпонки.

Рисунок 22 – Виды шпонок

l_р=l – b

l=L – (5…10) = 42– (5…10) = 32…37 мм

Длины шпонок выбирают из ряда по ГОСТ [2] с 169:

…14, 16, 18, 20, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, …

=> l =36 мм

Условие не выполняется, так как = 100 МПа<

Возьмем две шпонки => А_см =2( h – t₁)(l – b)

то есть условие выполняется.

Шпонка под шестерню

d_3ш=36 мм b_ш=55 мм T₂=163 H∙м

l=b_ш – (5…10) = 55 – (5…10) = 45…50 мм

Длина шпонки по ГОСТ l=50 мм

b=10 мм, h=8 мм, t₁=5,0 мм.

А_см=(h– t₁)l_p=( h – t₁)(l – b)

то есть условие выполняется.

Шпонка под колесо

d_3к=60 мм l_ст=80 мм T₃=769,4 H∙м

l=l_ст – (5…10) = 80 – (5…10) = 70…75 мм

Длина шпонки по ГОСТ l=70 мм

b=18 мм, h=11 мм, t₁=7,0 мм.

А_см=(h– t₁)l_p=( h – t₁)(l – b)

то есть условие не выполняется.

Возьмем две шпонки => А_см =2( h – t₁)(l – b)

то есть условие выполняется.

9. Подбор и проверочный расчет соединительной муфты

Для привода выбираем муфту упругую с втулочно-пальцевую (МУВП).

Муфты выбираются по М_{кр расч} – расчётному крутящему моменту и диаметрам хвостовиков, на которые она устанавливается.

М_{кр расч} = М_{кр ном}· α₀ = 769,4·1,6= 1231,04 Н·м

d_хв2=45 мм

Выбираем муфту МУВП-200, для которой:

М_кр = 2000 Н∙м; L = 226 мм; D₀=226 мм ; D₂=28 мм ; d_ст=90 мм; d_1,2=45мм; l_1,2=110 мм; d_n=18 мм; l_n=42 мм; z=6; с=5мм;

Проверка пальцев по напряжениям изгиба, из условия прочности на изгиб, Z – число пальцев:

σ_и = М_и/W₀ ≤ [σ₀] = 80…90 МПа; М_и = F_t·(l_n/2); F_t = 2·М_кр/D·Z

W₀ = π·d_n³/32 = 0,1· d_n³

; МПа

σ_и = 48,96 МПа <[σ_и]=80…120 МПа

Проверка резиновых элементов по напряжению смятия, из условия прочности на смятие:

МПа; ; А_см = d_n·(l_n-В)

МПа

Рисунок 24 – Эскиз муфты втулочно-пальцевой.