4. Расчет соединений

   1. Расчет шпоночных соединений

      1. Расчет шпоночных соединений быстроходного вала

Для выходного конца быстроходного вала диаметром d = 32 мм под установку шкива выбираем призматическую шпонку со следующими параметрами: ширина шпонки b = 10 мм; высота шпонки h = 8 мм; фаска 0,4…0,6 мм; глубина паза вала = 5 мм, глубина паза ступицы = 3.3 мм; длина шпонки l = 22…80 мм [1].

Расчетную длину призматической шпонки определим по формуле [1]:

где Т – вращающий момент на валу, Т = 69 Н·м = 69 · Н·мм (см.

таблица 1),

d – диаметр вала, d = 32 мм,

(h - ) – высота грани шпонки в ступице, работающая на смятие, мм,

h – высота шпонки, h = 8 мм,

– глубина врезания шпонки в паз вала, = 5 мм,

– допускаемые напряжения смятия, принимаем = 80 Н/ [1].

Тогда получим:

= 17.9 мм;

Определим стандартную длину шпонки . Для шпонки со скругленными торцами [1]:

где b – ширина шпонки, b = 10 мм.

Тогда:

= 27.9 мм.

Округляем полученное значение длины шпонки в большую сторону до стандартного значения l = 28 мм [1].

2. Расчет шпоночных соединений промежуточного вала

Для диаметра вала = 44 мм под установку зубчатого колеса и шестерни выбираем призматическую шпонку со следующими параметрами: ширина шпонки b = 14 мм; высота шпонки h = 9 мм; глубина паза вала = 5.5 мм, глубина паза ступицы = 3.8 мм; длина шпонки l = 36…160 мм [1].

Длину призматической шпонки принимаем конструктивно равной l = 250 мм.

3. Расчет шпоночных соединений тихоходного вала

   1. Расчет шпоночного соединения под зубчатое колесо

Для диаметра вала d = 75 мм под установку зубчатого колеса выбираем призматическую шпонку со следующими параметрами: ширина шпонки b = 20 мм; высота шпонки h = 12 мм; фаска 0,6…0,8 мм; глубина паза вала = 7.5 мм, глубина паза ступицы = 4.9 мм; длина шпонки l = 56…220 мм [1].

Расчетную длину призматической шпонки определим по формуле:

где Т– вращающий момент на валу, Т = 1229 Н·м = 1229 · Н·мм (см. таблица 1), d – диаметр вала, d = 75 мм, h – высота шпонки, h = 12 мм,

– глубина врезания шпонки в паз вала, = 7.5 мм, – допускаемые напряжения смятия, принимаем = 160 Н/ [1].

Тогда получим:

= 45.5 мм

Определим стандартную длину шпонки l. Для шпонки со скругленными торцами длину найдем по формуле:

где b – ширина шпонки, мм.

Тогда:

= 65.5 мм

Округляем полученное значение длины шпонки в большую сторону до стандартного значения l = 67 мм [1].

2. Расчет шпоночного соединения под полумуфту

Для выходного конца тихоходного вала диаметром d = 63 мм под установку полумуфты выбираем призматическую шпонку со следующими параметрами: ширина шпонки b = 16 мм; высота шпонки h = 10 мм; фаска 0,4…0,6 мм; глубина паза вала = 6 мм, глубина паза ступицы = 4.3 мм; длина шпонки l = 45…180 мм [1].

Расчетную длину призматической шпонки определим по формуле:

где Т – вращающий момент на валу, Т = 1229 Н·м = Н·мм (см. таблица 1), d – диаметр вала, d = 63 мм, h – высота шпонки, h = 10 мм, – глубина врезания шпонки в паз вала, = 6 мм, – допускаемые напряжения смятия, принимаем = 130 Н/ [1].

Тогда получим:

= 74 мм.

Определим стандартную длину шпонки l. Для шпонки со скругленными торцами длину найдем по формуле:

Где b – ширина шпонки, b = 16 мм.

Тогда:

= 90 мм

Округляем полученное значение длины шпонки в большую сторону до стандартного значения l = 90 мм [1].

8.2 Расчет соединений с натягом

8.2.1 Расчет соединений с натягом быстроходного вала

На быстроходном валу с натягом установлены подшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами однорядные. Внутреннее кольцо подшипника вращается вместе с валом относительно действующей радиальной нагрузки и имеет, следовательно, циркуляционное нагружение. Найдем отношение эквивалентной динамической нагрузки (= = 24 кН) к динамической грузоподъемности подшипника ( = 44 кН) [1]:

Следовательно, выбираем поле допуска вала n6 [1].

Наружное кольцо подшипника неподвижно относительно радиальной нагрузки и подвергается местному нагружению. Следовательно, выбираем поле допуска отверстия H7 [1].

8.2.2 Расчет соединений с натягом промежуточного вала

На промежуточном валу с натягом установлены подшипники радиальные c короткими цилиндрическими роликами однорядные. Внутреннее кольцо подшипника вращается вместе с валом относительно действующей радиальной нагрузки и имеет, следовательно, циркуляционное нагружение. Найдем отношение эквивалентной динамической нагрузки (= = 25.5 кН) к динамической грузоподъемности подшипника ( = 44 кН) [1]:

Следовательно, выбираем поле допуска вала n6 [1].

Наружное кольцо подшипника неподвижно относительно радиальной нагрузки и подвергается местному нагружению. Следовательно, выбираем поле допуска отверстия H7 [1].

8.2.3 Расчет соединений с натягом тихоходного вала

На тихоходном валу с натягом установлены подшипники радиально-упорные роликовые шариковые однорядные. Внутреннее кольцо подшипника вращается вместе с валом относительно действующей радиальной нагрузки и имеет, следовательно, циркуляционное нагружение. Найдем отношение эквивалентной динамической нагрузки (= = 45.9 кН) к динамической грузоподъемности подшипника ( = 69.4 кН) [1]:

Следовательно, выбираем поле допуска вала n6 [1].

Наружное кольцо подшипника неподвижно относительно радиальной нагрузки и подвергается местному нагружению. Следовательно, выбираем поле допуска отверстия H7 [1].