4.7 Расчет шпоночного соединения, подбор муфты

4.7.1 Расчет шпонки на промежуточном валу под ведомой звездочкой цепной передачи и шестерней цилиндрической зубчатой передачи

Диаметр промежуточного вала определяем по формуле:

где – крутящий момент на промежуточном валу, Hм;

– пониженное допускаемое напряжение на кручение (для промежуточного вала 20-25 МПа).

Принимаем диаметр вала равным 34 мм ГОСТ 6636-69.

Определим длины ступиц звездочки и шестерни по формуле:

Расчет шпоночных соединений необходимо произвести по напряжениям смятия и среза. При определяем ширину шпонки , глубину шпоночной канавки и высоту шпонки в соответствии с таблицей Б21 [2].

Рабочую длину шпонки определим из условия прочности на смятие, которое имеет вид

где z – число шпонок (принимаем ); [σ_см] – допускаемое напряжение при смятии (при расчетах можно принять [σ_см] = 60-100 МПа, допускаемые напряжения на срез [τ_ср] = 100МПа).

Приравнивая расчетные напряжения к допускаемым и выражая рабочую длину шпонки, имеем:

Проверяем условие прочности на срез:

Так как условие прочности выполняется, то полная длина шпонки :

Окончательно принимаем к установке по одной шпонке 10×8×40 по ГОСТ 23360-78 под звездочку цепной передачи и шестерню цилиндрической зубчатой передачи (полная длина шпонки округляется до ближайшего большего значения по Приложению Б [2, таблица Б21]).

4.7.2 Расчет шпонки на приводном валу в месте посадки колеса цилиндрической зубчатой передачи

Проектный расчет приводного вала ведем по формуле:

где – крутящий момент на валу, Hм;

– пониженное допускаемое напряжение на кручение (для тихоходного вала 25-40 Н/мм²).

Принимаем диаметр вала в месте посадки колеса равным 42 мм ГОСТ 6636-69.

Определим длину ступицы колеса по формуле:

Рабочую длину шпонки определим из условия прочности на смятие, которое имеет вид

Приравнивая расчетные напряжения к допускаемым и выражая рабочую длину шпонки, имеем:

Проверяем условие прочности на срез:

Так как условие прочности выполняется, то полная длина шпонки :

Полученная длина шпонки превышает длину ступицы приводного вала (63 мм, вследствие этого принимаем к установке 2 призматические шпонки.

Окончательно принимаем к установке 2 шпонки 12×8×56 по ГОСТ 23360-78.

4.7.3 Подбор муфты

Подбираем втулочно-пальцевую муфту.

Муфты подбирают по наибольшему диаметру соединяемых валов с соблюдением условия:

где – расчетный крутящий момент;

– допускаемый крутящий момент, принимаемый из справочных таблиц к выбираемой муфте.

где крутящийся момент на соединяемых валах, ;

K – коэффициент режима работы муфты, [4, c. 33].

Диаметры и длины валов электродвигателя (цилиндрический вал) и цилиндрического редуктора (конический вал) соответственно равны мм, и мм, .

По заданным параметрам подходит муфта МУВП 250-28-1-45-4 по ГОСТ 21424-93 с номинальным крутящим моментом [5, c. 241]