10. Подбор и проверочный расчет шпоночных соединений.

Вал I.

Для передачи крутящего момента от электродвигателя на ведущий вал редуктора применим призматическую шпонку со скругленными торцами по ГОСТ 23360-80. При принятом выходном конце вала d₁ =30 мм размеры сечения шпонки и пазов (см. рис.10.1):b=8 мм;h=7 мм,t₁ =4 мм.

Рисунок 10.1. Шпоночное соединение.

Проведем расчет на смятие шпонок.

Материал шпонок - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности (см. ф. 8.22 [4]):

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице [_см ]=120 МПа, (см.стр.310 [4]).

Рабочая длина шпонки из условия прочности на смятие:

Полная длина шпонки:

Принимаем:

Тогда:

Вал II.

Для передачи крутящего момента от зубчатого колеса на вал IIприменим призматическую шпонку со скругленными торцами по ГОСТ 23360-80. При принятом посадочном диаметре валаd =40мм размеры сечения шпонки и пазов (см. рис.10.1):b=12 мм;h=8 мм,t₁ =5 мм.

Материал шпонок - сталь 45 нормализованная.

Рабочая длина шпонки из условия прочности на смятие:

Полная длина шпонки:

Принимаем:

Тогда:

Для передачи крутящего момента от выходного вала на ременную передачу применим призматическую шпонку со скругленными торцами по ГОСТ 23360-80. При принятом выходном конце вала d =53 мм размеры сечения шпонки и пазов (см. рис.10.1):b=16 мм;h=10 мм,t₁ =6 мм.

Материал шпонок - сталь 45 нормализованная.

Рабочая длина шпонки из условия прочности на смятие:

Полная длина шпонки:

Принимаем:

Тогда:

Расчет шпоночных соединений показал, что шпонки подобраны правильно.

11. Расчет валов на выносливость.

Вал I.

Определим коэффициенты усталостной прочности для сечения в точке 2 (концетрация напряжений от напрессовки внутреннего кольца подшипника на вал).

Сечение в точке 2.

Суммарный изгибающий момент:

Момент сопротивления сечения:

Амплитуда нормальных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

где: (см. табл. 8.7 [3])

Полярный момент сопротивления:

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

где: (см.табл.8.5 [3]);(см.табл.8.8[3]) и(см. с.166 [3]).

Результирующий коэффициент запаса:

Вал II.

Определим коэффициенты усталостной прочности для наиболее опасного сечения в точке C(наличие шпоночной канавки,) М_Ʃ=324.3 Нм.

Вал нагружен крутящим моментом Т₂ =309.3 Нм.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

где амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

Принимаем ;,Тогда:

где амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла

где:

Тогда:

Результирующий коэффициент запаса:

12. Назначение посадок, шероховатости поверхностей, выбор степеней точности и назначение допусков формы и расположения поверхностей.

Посадки назначаем в соответствии с указаниями, данными в табл.10.13 [1].

Посадка зубчатого колеса на вал по ГОСТ 25347-82.

Посадка звездочки цепной передачи на вал редуктора .

Шейки валов под подшипниками выполняем с отклонениями вала k6.

Отклонения отверстий в корпусе и стакане под наружные кольца подшипников по Н7.

Распорные кольца и сальники по .

Полумуфту на вал редуктора по .

Мазеудерживающие кольца по .

Стакан под подшипники в корпус по .

Назначаем допуски цилиндричности (см. табл. 10.14[1]):

шейки валов под подшипниками 0,004 мм;

отверстий в корпусе и в стакане под подшипники: 0,01 мм;

поверхности вала под зубчатым колесом: 0,005 мм.

Назначаем допуска соосности между шейками валов под подшипниками 0,012 мм (для конических) и 0,03 мм (для радиально-упорных).