9 Проверочный расчет шпоночных соединений

Длина ступицы колес:

l_ст = (0,8 …1,2)∙d_в, (9.1)

где d_в - диаметр вала под колесом;

от 0,8 до 1 – промежуток для прямозубых колес, принимаем 1;

от 1 до 1,2 – промежуток для косозубых колес, принимаем 1;

Длина ступицы промежуточного колеса быстроходной ступени определим по формуле:

l_ст = 1∙d_в = 1∙56 = 56 мм;

Длина ступицы колеса тихоходной ступени определим по формуле:

l_ст = 1∙d_в = 1∙85 = 85 мм;

Диаметр ступицы колеса тихоходной ступени определим по формуле:

d_ст = d_в∙1,55 = 85∙1,55 = 131,75 мм; (9.2)

Расчет шпонки для входного вала в месте соединения с муфтой

Условие прочности для призматических шпонок:

σ_см = (4∙Т)/(h∙l∙d)≥[σ_см], (9.3)

где Т – вращательный момент на входном валу;

Т = 96,7 кН∙м;

h – высота шпонки;

h = 6 мм;

[σ_см] – допускаемое напряжение на смятие, лежит в пределах от 80 до 150 МПа;

b – ширина шпонки;

b = 6 мм;

Выразим из формулы (9.3) рабочую длину шпонки:

l_р = (4∙Т)/(h∙d∙[σ_см]) = (4∙96,7∙10³)/(6∙33,1∙120) = 16,2 мм;

Полная длина шпонки:

L_п = l_р + b = 16,2 + 6 = 22,2 мм;

Принимаем по стандартному ряду равной 25 мм.

Выбираем шпонку 6×6×25 в соответствии с ГОСТ 23360-78.

Расчет шпонки для колеса быстроходной ступени:

σ_см = (4∙Т)/(h∙l∙d)≥[σ_см],

где Т – вращательный момент на входном валу;

Т = 507,8 кН∙м;

h – высота шпонки;

h = 10 мм;

[σ_см] – допускаемое напряжение на смятие, лежит в пределах от 80 до 150 МПа;

b – ширина шпонки;

b = 16 мм;

Выразим из формулы (9.3) рабочую длину шпонки:

l_р = (4∙Т)/(h∙d∙[σ_см]) = (4∙507,8∙10³)/(10∙56∙120) = 30,23 мм;

Полная длина шпонки:

L_п = l_р + b = 30,23 + 16 = 46,23 мм;

Принимаем по стандартному ряду равной 50 мм.

Выбираем шпонку 16×10×50 в соответствии с ГОСТ 23360-78.

Уточненная длина ступицы

L_ст = L_п + 10 = 50 + 10 = 60 мм;

Расчет шпонки для колеса тихоходной ступени:

σ_см = (4∙Т)/(h∙l∙d)≥[σ_см],

где Т – вращательный момент на входном валу;

Т = 1667,7 кН∙м;

h – высота шпонки;

h = 14 мм;

[σ_см] – допускаемое напряжение на смятие, лежит в пределах от 80 до 150 МПа;

b – ширина шпонки;

b = 22 мм;

Выразим из формулы (9.3) рабочую длину шпонки:

l_р = (4∙Т)/(h∙d∙[σ_см]) = (4∙1667,7∙10³)/(14∙85∙120) = 46,71 мм;

Полная длина шпонки:

L_п = l_р + b = 46,71 + 22 = 68,71 мм;

Принимаем по стандартному ряду равной 70 мм.

Выбираем шпонку 22×14×70 в соответствии с ГОСТ 23360-78.

Уточненная длина ступицы

L_ст = L_п + 10 = 70 + 10 = 80 мм;

Расчет шпонки для выходного вала в месте соединения с барабаном:

σ_см = (4∙Т)/(h∙l∙d)≥[σ_см],

где Т – вращательный момент на входном валу;

Т = 1651 кН∙м;

h – высота шпонки;

h = 11 мм;

[σ_см] – допускаемое напряжение на смятие, лежит в пределах от 80 до 150 МПа;

b – ширина шпонки;

b = 18 мм;

Выразим из формулы (9.3) рабочую длину шпонки:

l_р = (4∙Т)/(h∙d∙[σ_см]) = (4∙1651∙10³)/(11∙60∙120) = 83,4 мм;

Полная длина шпонки:

L_п = l_р + b = 83,4 + 18 = 101,4 мм;

Принимаем по стандартному ряду равной 110 мм.

Выбираем шпонку 18×11×110 в соответствии с ГОСТ 23360-78.