6. Расчет соединений

   1. Расчет шпонок

Расчетную длину шпонок l_р определяют из условия прочности на смятие:

k – глубина врезания шпонки в ступицу

при

при

(неподвижное соединение, сталь улучшенная)

Полная длина шпонки:

Рис. 23 Шпоночное соединение

Шпонка на быстроходном валу

сечение шпонки (по табл. 24.29 [1])

глубина паза

вала

ступицы

выбирается длина

Шпонка на выходном конце тихоходного вала

сечение шпонки (по табл. 24.29 [1])

глубина паза

вала

ступицы

выбирается длина

Шпонка на тихоходном валу под колесом

Поскольку крутящий момент одинаковый по длине всего вала, то размеры сечения шпонки принимаются такие же как на выходном участке вала. Это целесообразно с точки зрения технологии обработки вала, поскольку в таком случае используется один режущий инструмент (шпоночная фреза) для обработки обоих шпоночных пазов.

выбирается длина

Шпонка на приводном валу под барабаном

сечение шпонки (по табл. 24.29 [1])

глубина паза

вала

ступицы

выбирается длина

Шпонка на выходном конце приводного вала

Поскольку крутящий момент одинаковый по длине всего вала, то размеры сечения шпонки принимаются такие же как на выходном участке вала. Это целесообразно с точки зрения технологии обработки вала, поскольку в таком случае используется один режущий инструмент (шпоночная фреза) для обработки обоих шпоночных пазов.

выбирается длина

На срез шпонки не проверяют, так как их форма обеспечивает большую прочность на срез по сравнению с прочностью на смятие.

7. Расчет подшипников

Радиальную реакцию роликового конического подшипника считают приложенной к оси вала в точке пересечения с ней нормали, проведенной через середину контактной площадки.

Рис. 24 Роликовый конический подшипник

1. Определение реакций в подшипниках на быстроходном валу

Определение сил в зацеплениях на червяке и червячном колесе.

Консольная сила:

Начальный диаметр червяка:

Радиальные реакции

Вертикальная плоскость (без консольной силы)

Горизонтальная плоскость (без консольной силы)

Рис. 25 Расчетная схема быстроходного вала

Суммарная реакция (без консольной силы)

Консольная сила изменяет свое положение во время вращения вала. Направим консольную силу так, чтобы получать наибольшие реакции в опорах.

Максимальная реакция во второй опоре с учетом консольной силы

Максимальная реакция в первой опоре с учетом консольной силы

Осевые реакции

Допустим,

тогда

2. Расчет подшипников быстроходного вала на динамическую грузоподъемность

Частота вращения вала больше 10 мин^-1, поэтому подшипники рассчитывают на динамическую грузоподъемность.

1-й подшипник наиболее нагружен (2-й режим нагружения)

Параметр осевого нагружения:

Сравнивают отношение и e.

Следовательно, X = 0,4,

V – коэффициент вращения кольца. V = 1 при вращении внутреннего кольца подшипника относительно направления радиальной нагрузки.

Вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку:

– коэффициент безопасности зубчатых передач, редукторов всех типов

- коэффициент, зависящий от рабочей температуры (при температуре ниже 100^о С)

Определяют скорректированный по уровню надежности и условиям применения расчетный ресурс (долговечность) подшипника, ч:

– базовая динамическая грузоподъемность

P – эквивалентная динамическая нагрузка

k = 10/3 – показатель степени для роликовых подшипников

n – частота вращения кольца

- коэффициент долговечности в функции необходимой надежности. (вероятность безотказной работы 90 %)

= 0,5…0,6 – коэффициент, характеризующий совместное влияние на долговечность особых свойств металл деталей подшипника и условий его эксплуатации (для роликоподшипников)

Оценивают пригодность намеченного типоразмера подшипника. Подшипник пригоден, если расчетный ресурс больше или равен требуемому:

, следовательно подшипник пригоден.