8 Подбор шпонок и проверка прочности шпоночного соединения

Материал шпонок – сталь 45. Шпонку выбираем из стандартного ряда в зависимости от диаметра вала в месте установки шпонки и так, чтобы она была на 5 – 10 мм меньше длины ступицы. Для соединения ведущего вала с муфтой выбираем шпонку , а для соединения червячного колеса с ведомым валом – шпонку (табл. 8.9, ст. 169 [1]). Напряжение смятия находим по формуле:

, (8.1)

где T – передаваемый вращающий момент, Н мм;

d – диаметр вала в месте установки шпонки

l – рабочая длина шпонки;

t₁ – глубина паза;

h – высота шпонки.

Напряжение смятия не должно превышать допускаемого, т.е. должно выполняться условие:

,

где – допускаемое напряжение смятия. При чугунной ступице МПа.

Ведущий вал: d = 32 мм; b = 10 мм; h = 8 мм; t₁ = 5 мм; l = 50 мм; момент на ведущем валу Н мм. Подставляя исходные данные, получаем:

(МПа) < .

Материал полумуфты – чугун марки СЧ 20.

Ведомый вал: d = 70 мм; b = 20 мм; h = 12 мм; t₁ = 7,5 мм; l = 90 мм; момент на ведомом валу Н мм. Подставляя исходные данные, получаем:

< .

Условие выполняется.

9 Второй этап компоновки редуктора

Используем чертежи первого этапа компоновки. Второй этап имеет целью конструктивно оформить основные детали – червячный вал, вал червячного колеса, червячное колесо, корпус, подшипниковые узлы и др.

Смазывание зацепления и подшипников вала червяка – разбрызгиванием жидкого масла, залитого в корпус ниже уровня витков так, чтобы избежать чрезмерного заполнения подшипников маслом, нагнетаемым червяком.

Уплотнение валов обеспечивается резиновыми манжетами. В крышке люка размещаем отдушину. В нижней части корпуса вычерчиваем пробку для спуска масла и устанавливаем жезловый маслоуказатель.

Конструируем стенку корпуса и крышки. Их размеры были определены выше. Вычерчиваем фланцы и нижний пояс. Конструируем петли для подъема.

Устанавливаем крышки подшипников глухие и сквозные для монжетных уплотнений. Под крышки устанавливаем металлические прокладки для регулировки.

Венец червячного колеса насаживаем на чугунный центр с натягом. Посадка Н7/р6 по ГОСТ 25347 – 82.

Вычерчиваем призматические шпонки: на выходном конце вала червяка мм и под червячным колесом мм.

10 Тепловой расчёт редуктора

Площадь теплоотводящей поверхности редуктора (без учёта днища) высчитываем по формуле:

, (10.1)

где а_w – межосевое расстояние.

Получаем мм² = 0,8 м², с учётом днища А = 0,98 м²;

Перепад температур между маслом и окружающим воздухом равен:

, (10.2)

где N₁ – мощность на валу червяка; N₁ = N_тр = 3,8 кВт = 3800 Вт;

А – площадь омываемая маслом внутри редуктора; А = 0,98 м² (с учётом днища, потому что конструкция основания редуктора обеспечивает циркуляцию воздуха около днища);

– КПД редуктора; ;

k_t – коэффициент теплопередачи. Считаем, что обеспечивается достаточно хорошая циркуляция воздуха, и принимаем k_t = 17 Вт/(м^{2 о}С).

Подставляя исходные данные в формулу (10.2), получаем:

Допускаемый перепад температур .