8 Шпоночное соединение

Исходные данные :

Диаметр хвостовика вала червяка d₃ = 45 мм;

Момент Т_I = 482,3 H·м;

Посредством призматической шпонки соединяется хвостовик вала червяка с конической фрикционной муфтой. Размеры шпонки выбираются в зависимости от диаметра вала. Для заданного диаметра выбрана шпонка шириной b = 14 мм и высотой h = 9мм. Длина хвостовика l₃ принята равной 100 мм, тогда длина шпонки l:

мм (8.1)

Проверка на смятие:

≤ σ _{см доп} , (8.2)

где T = Т_I = 482,3 Н·м; d – диаметр вала, d = d₃ = 45 мм; t₂ – глубина паза втулки, t₂ = 3,5 мм; σ_{см доп} – допускаемое напряжение смятия, при стальной ступице и посадках H7/h6…H7/p6 σ_{см доп} = 120…160 МПа; l_р – расчетная длина шпонки, при скругленных концах:

l_р = l – b = 120 – 15 = 105 мм (8.3)

= 87 МПа

σ_см < σ_{см доп}

Окончательно выбрана шпонка 214 х 9 х 90 ГОСТ 23360-78. Шпоночное соединение изображено на рисунке 10.1.

Рисунок 8.1 – Шпоночное соединение

9 Шлицевое соединение

Исходные данные:

Диаметр вала червячного колеса d = 100 мм;

Момент на хвостовике вала T = T_II = 6234,5 Н·м.

Посредством шлицев соединяется хвостовик вала червячного колеса с расположенной на нем звездочкой цепной передачи. Наружный диаметр шлицев на валу D должен быть меньше диаметра вала d, либо равен ему. Выбрано эвольвентное соединение со стандартным диаметром D = 100 мм; модуль m = 3, число шлицев z = 25. Длина соединения l равна длине ступицы звездочки l_ст2 = 100 мм. Средний диаметр шлицевого соединения:

мм (9.1)

Проверка соединения на смятие:

≤ [σ_см] , (9.2)

где ψ – коэффициент, учитывающий неравномерное распределение нагрузки между шлицами, ψ = 0,75; [σ_см] = 100 МПа при спокойной нагрузке и неподвижном соединении; h – высота поверхности контакта шлицев.

При центрировании по D:

h = 0,9 · m = 0,9 · 3 = 2,7 мм (9.3)

= 33 МПа

σ_см < [σ_см]

Для выбранного соединения назначено центрирование по наружному диаметру D, так как соединение неподвижно и передает вращение только в одном направлении. Для соединения назначена посадка по центрирующему диаметру H7/g6 и посадка по нецентрирующим поверхностям зубьев 9H/9h. Обозначение принятого шлицевого соединения: 100 x x 3 x ГОСТ 6033–80.

10 Выбор смазочных материалов

Для смазки подшипников качения выбран пластичный смазочный материал Литол-24 (температура эксплуатации от –40 до +130 °С, температура каплепадения 180 °С). Для отделения подшипниковых узлов от общей смазочной системы предусмотрены маслоудерживающие кольца. Выбранная пластичная смазка должна закладываться в объеме не более1/3 свободного пространства, не занятого подшипниками.

Для смазки червячной передачи выбрано масло Индустриальное И-20А (масло выбирается по требуемой кинематической вязкости в зависимости от скорости скольжения и контактных напряжений в передаче [5, табл. 10.9]). Кинематическая вязкость выбранного масла равна 17―23 10^-6·м²/с при 50 °С (требуемое значение кинематической вязкости равно 18 10^-6·м²/с). Витки червяка, расположенного снизу, должны быть погружены в масло, однако уровень масла не должен быть выше центра нижнего шарика подшипника вала червяка. Масло заливается через люк в крышке редуктора, одновременно служащий для контроля состояния деталей передачи и правильности зацепления. Для определения уровня масла в редукторе предусмотрен щуп. Сливается масло через сливное отверстие, которое закрывается пробкой.