8 Подбор и проверка прочности шпоночных соединений
Рисунок 8 – Схема цилиндрического соосного редуктора
Ведущий
вал:
- Шейка выходного конца для закрепления упругой муфты:
Исходные данные:
Максимальные напряжения смятия в соединении и выполнение условия прочности определяем по формуле:
где Т – крутящий момент на соответствующем валу, Н·м;
d – диаметр вала в области шпоночного паза;
h – высота шпонки;
t1 – глубина шпоночного паза на валу;
l – длина шпонки;
b – ширина шпонки.
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
Все ступицы выполнены из стали.
Допускаемые напряжения смятия: [GCM] = 100÷120 МПа.
Принимаем:
Шпонка
ГОСТ
23360-78
- Шейка для закрепления шестерни быстроходной передачи:
Исходные данные:
Максимальные напряжения смятия в соединении и выполнение условия прочности определяем по формуле:
Принимаем:
Шпонка
ГОСТ 23360-78
Промежуточный
вал:
- Шейка для закрепления зубчатого колеса быстроходной передачи и шестерни тихоходной передачи:
Исходные данные:
Максимальные напряжения смятия в соединении и выполнение условия прочности определяем по формуле:
Принимаем:
Шпонка
ГОСТ 23360-78
Ведомый
вал:
- Шейка для закрепления зубчатого колеса тихоходной передачи:
Исходные данные:
Максимальные напряжения смятия в соединении и выполнение условия прочности определяем по формуле:
Принимаем:
Шпонка
ГОСТ 23360-78
- Шейка для закрепления звездочки цепной передачи:
Исходные данные:
Максимальные напряжения смятия в соединении и выполнение условия прочности определяем по формуле:
Принимаем:
Шпонка
ГОСТ 23360-78
9 Компоновка двухступенчатого соосного цилиндрического редуктора
Предварительный выбор подшипников
Быстроходная передача редуктора прямозубая на данном этапе расчета принимаем: Подшипник 105 ГОСТ 8338-75.
Тихоходная передача редуктора прямозубая на данном этапе расчета принимаем: Подшипник 105 ГОСТ 8338-75.
Таблица 3 – Результаты выбора подшипников
Назначение вала |
Обозначение подшипника |
d, мм |
D, мм |
B, мм |
Грузоподъемность, кН |
|
Динамическая С |
Статическая С0 |
|||||
Быстроходный |
105 |
25 |
47 |
12 |
11,2 |
5,6 |
Промежуточный |
105 |
25 |
47 |
12 |
11,2 |
5,6 |
Тихоходный |
105 |
50 |
80 |
16 |
21,6 |
13,2 |
Определение геометрических параметров
Минимальное расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора до боковой поверхности (ступицы или обода) вращающейся детали:
Расстояния от внутренней поверхности стенки редуктора до боковой поверхности подшипника качения:
Принимаем
Расстояние от вершин зубьев зубчатых колес до внутренней поверхности крышки редуктора:
Расстояние от вершин зубьев зубчатого колеса максимального диаметра до внутренней нижней поверхности стенки корпуса:
Быстроходная передача:
-
ширина венца шестерни:
-
длина ступицы шестерни:
-
максимальный размер:
Тихоходная передача:
-
ширина венца шестерни:
-
длина ступицы шестерни:
-
максимальный размер:
Толщина
фланцев
прижимных
крышек подшипников:
ведущего
вала:
промежуточного вала:
ведомого вала
Высота головок винтов для закрепления крышек подшипников:
- ведущего вала:
- промежуточного вала:
- ведомого вала:
Расстояние от боковых поверхностей элементов, вращающихся вместе с валами на их выходных концах снаружи корпуса редуктора, до головок болтов крепления крышек подшипников
Принимаем
Длина ступицы звездочки на выходном конце ведомого вала:
Диаметр
выходного конца ведущего вала для
монтажа упругой муфты:
Длина
ступицы упругой муфты на выходном конце
ведущего вала:
Расчет пролетов
Таблицы 4 – Расчетные параметры, мм
Вал |
B |
|
h |
|
С |
|
S |
|
|
|
Ведущий |
12 |
6 |
4,8 |
50 |
8,8 |
4 |
42 |
6 |
71,5 |
76,51 |
Промежуточный |
12 |
6 |
4,8 |
0 |
||||||
Ведомый |
16 |
8 |
6,4 |
72 |
В
таблице: B
– ширина подшипника; S
– ширина фланцев корпуса и крышки в
плоскости контакта (верхнего пояса) у
подшипников. В разделе «Конструктивные
размеры корпуса и крышки редуктора»
этот размер обозначен
Проведем расчет длин пролетов валов по формулам.
Ведущий вал
- расстояние между опорами (плоскостями симметрии подшипников):
- расстояние от плоскости симметрии быстроходной передачи до плоскостей симметрии подшипников:
- расстояние от точки приложения радиальной силы на выходном конце до оси симметрии ближайшего подшипника (не рассчитывается, так как на выходном конце ведущего вала установлена упругая муфта).
Ведомый вал.
- расстояние между опорами (плоскостями симметрии подшипников):
- расстояние от плоскости симметрии быстроходной передачи до плоскостей симметрии подшипников:
- расстояние от точки приложения радиальной силы на выходном конце до оси симметрии ближайшего подшипника:
Промежуточный вал
- расстояние между плоскостями симметрии передач:
где
– расстояние между торцами быстроходного
и тихоходного валов внутри редуктора
(
- расстояние от плоскости симметрии тихоходной передачи до плоскости симметрии ближайшего подшипника:
- расстояние от плоскости симметрии тихоходной передачи до плоскости симметрии ближайшего подшипника:
