7 Проверка шпоночных соединений [3]

7.1 Выбор шпонок

На быстроходном валу при диаметре под посадку шестерни мм выбираем шпонку ГОСТ 23360-78.

Определяем длину шпонки из ряда стандартных значений

; (7.1)

мм.

7.2 Проверочный расчет шпонок

Проверим шпонку на смятие.

Определяем условие прочности

, (7.2)

где - окружная сила на шестерне или колесе;

- допускаемое напряжение на смятие, Н/мм²;

- площадь смятия.

, (7.3)

где - рабочая длина шпонки со скругленными торцами:

, (7.4)

где - полная длина шпонки.

Проверяем шпонку на смятие по формуле (7.2)

Н/мм²;

Н/мм² < Н/мм².

Условие прочности на смятие выполняется.

На тихоходном валу при диаметре под посадку колеса мм выбираем шпонку ГОСТ 23360-78.

Проверяем шпонку на смятие по формуле (7.2)

Н/мм²;

Н/мм² < Н/мм².

Условие прочности на смятие выполняется.

На тихоходном валу при диаметре под посадку колеса мм выбираем шпонку ГОСТ 23360-78.

Проверяем шпонку на смятие по формуле (7.2)

Н/мм²;

Н/мм² < Н/мм².

Условие прочности на смятие выполняется.

8 Выбор муфт [3]

Для быстроходного и тихоходного валов выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту ГОСТ 21425-93.

Определим расчетный момент

, (8.1)

где - коэффициент режима нагрузки;

- вращающий момент на соответствующем валу редуктора;

- номинальный момент.

Подставим числовые значения в формулу (8.1) и определим расчетный момент для быстроходного вала

Н∙м.

Принимаем муфту, для которой Н∙м;

Н∙м < Н∙м.

Определяем радиальную силу, вызванную радиальным смещением

, (8.2)

где - радиальное смещение, мм;

- радиальная жесткость муфты.

Подставим числовые значения в формулу (8.2)

Н.

Определим расчетный момент для тихоходного вала, подставив числовые значения в формулу (8.1)

Н∙м.

Принимаем муфту для которой Т=1000 Н∙м.

Н∙м < Н∙м.

Определим радиальную силу для тихоходного вала, подставив числовые значения в формулу (8.2)

Н.

9 Уточненный расчет валов [3]

Целью расчета является определение коэффициентов запаса прочности в опасных сечениях вала и их сравнение с допускаемыми коэффициентами.

S [S] (9.1)

На двух валах выделим два опасных сечения. Первое – на третьей ступени под колесами, второе – на второй ступени под подшипником опоры.

9.1 Уточненный расчет быстроходного вала

Определим нормальные напряжения в опасных сечениях вала:

- быстроходного вала под шестерню

, (9.2)

где - суммарный изгибающий момент;

- осевой момент сопротивления сечения вала.

; (9.3)

мм³.

Подставим полученные значения в формулу (9.3)

Н/мм².

- быстроходного вала под посадку подшипника

; (9.4)

мм³.

Подставляем полученные значения в формулу (9.2)

Н/мм².

Определяем касательные напряжения:

- быстроходного вала под шестерню по формуле:

, (9.5)

где -крутящий момент;

-полярный момент инерции сопротивления сечения вала.

; (9.6)

мм³.

Подставим полученные значения в формулу (9.5)

Н/мм².

- быстроходного вала под посадку подшипника

_(9.7)

_{Подставим числовые значения в формулу (9.5)}

Н/мм².

Определим коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала

; (9.8)

, (9.9)

где и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

- коэффициент влияния шероховатости;

- коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Определяем коэффициент нормальных напряжений для:

- быстроходного вала по формуле (9.8)

.

- быстроходного вала по формуле (9.9)

.

Определим пределы выносливости в расчетном сечении вала

; (9.10)

. (9.11)

Н/мм²;

Н/мм².

Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

; (9.12)

. (9.13)

Определим коэффициенты:

-на быстроходном валу под шестерню

;

.

- на быстроходном валу под посадку подшипника

;

.

Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении

; (9.14)

- на быстроходном валу под шестерню

;

.

Условие прочности выполняется.

-на быстроходном валу под посадку подшипника

;

.

Условие прочности выполняется.