Расчет шпоночных соединений.
Принимаем к установке призматические шпонки по ГОСТ 23336 – 78.
Выбранную шпонку проверяем на смятие по формуле:
2 Т
s см = ----------------- < [s ]см.
d ( h – t ) l р
где: Т – передаваемый момент
b - ширина шпонки, мм
d - диаметр вала, мм.
l р -рабочая длина шпонки, при скругленных краях
l р = l р – b = мм
[]см - допускаемое напряжение смятия; при спокойной работе и при стальной ступице []см= 80 – 120 МПа
Шпонка для установки колеса первой ступени.
Диаметр вала в месте установки шпонки d =45 мм
Принимаем шпонку b * h=14*9 мм t = 5,5 мм
длина шпонки l =70 мм
Выбранную шпонку проверяем на смятие:
2 Т
s см = ----------------- =2*264924/45*(9-5,5)*(70-14)=60МПа < [s ]см.
d ( h – t ) l р
Условие прочности выполнено.
2.Шпонка для установки шестерни второй ступени.
Диаметр вала в месте установки шпонки d =45 мм
Принимаем шпонку b * h =14*9 мм t =5,5 мм
длина шпонки l =80 мм
Выбранную шпонку проверяем на смятие:
2 Т
s см = ----------------- =2*264924/45*(9-5,5)*(80-14)=40 МПа < [s ]см.
d ( h – t ) l р
Условие прочности выполнено.
3.Шпонка для установки колеса второй ступени.
Диаметр вала в месте установки шпонки d =70мм
Принимаем шпонку b * h =20*12 мм t =7,5 мм
длина шпонки l =90 мм
Выбранную шпонку проверяем на смятие:
2 Т
s см = -------------------=2*1297470/70(12-7,5)(90-20)=118 МПа < [s ]см.
d ( h – t ) l р
Условие прочности выполнено.
Расчёт выходного вала редуктора на жёсткость.
При работе вала в нём возникают деформации изгиба (прогиб, угол поворота сечения) и кручения (угол закручивания). При больших углах поворота сечения на опорах возможен перекос колец подшипников и их заклинивание. Значительные углы поворота сечения могут вызвать появление крутильных колебаний.
Максимальный прогиб вала не должен превышать:
Y [Y] = (0,002 …..0,003)l;
Где l – расстояние между опорами.
Допускаемый прогиб валов под зубчатыми и червячными колёсами имеет вид:
Y [Y] = 0,01∙m ;
Где: m – модуль зацепления.
Величины углов поворота сечения вала на опоре должны удовлетворять условиям:
в [] г []
где: в, г – соответственно, углы поворота сечения вала на опоре в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Допустимый угол поворота для радиальных однорядных шарикоподшипников;
[] = 0,005 рад
Прогиб вала y – является геометрической суммой прогибов вала в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Для определения начальных параметров упругой линии 0 и Y0 воспользуемся тем, что на опорах прогиб равен 0., т.е. при х1 = l0 и х = l, Y = 0.
Определение прогиба вала и углов поворота сечения вала производим по таблице 4.
Диаметр сечения вала под колесом d = 70 мм.
Момент инерции сечения в месте установки колеса
=3,14*704/64=1177990
мм4
Диаметр вала в месте установки подшипника dп = 65 мм
Момент инерции сечения в месте установки подшипника
=3,14*654/64=875796
мм4
E = 2,15*105 - модуль упругости для стали
Горизонтальная плоскость.
Ранее определено:
Силы, действующие в горизонтальной плоскости Fr2 = 2173 Н,
реакции опор RАг = RВг = 1085,5 Н
Схема нагружения вала в горизонтальной плоскости
A=67 b=67 l1=110 l=134
Прогиб под цилиндрическим колесом.
=
=0.00043
мм
Угол поворота сечения на опоре А.
=
=0,000013
Вертикальная плоскость
Ранее определено: Силы, действующие в вертикальной плоскости Ft2 =5669 Н
Fм2 =4003 Н, реакции опор RАв = 10274 Н, RВв = 302 Н
Прогиб под цилиндрическим колесом.
=
=
=0,066
Угол поворота сечения на опоре А.
=
=6,6*10-15
Суммарный прогиб вала в месте установки цилиндрического колеса:
=
Допустимое значение [Y] = (0,01….0,03) m =(0,01—0,03)*4=(0,04—0,12)
Где m = 4 мм – модуль цилиндрической передачи.
Допустимый угол поворота сечения на опоре при установке шариковых подшипников
0,00036 рад
0,000013 [] = 0,005 рад.
Вв
; Вг
[]
Условия жёсткости выполнено.