12.1. Проверочный расчет шпонок

Проверка шпонок производится на смятие.

Рисунок 12.1. Шпоночное соединение.

12.1.1. Проверка шпонки быстроходного вала — под элементом открытой передачи.

Параметры шпонки: b = 8 мм; h = 7 мм; l = 40 мм; t₁ = 4 мм; t₂ = 3,3 мм.

Условие прочности:

Н/мм²

где F_t = 3560 Н – окружная сила на шестерни;

[σ]_см = 110 - 190 Н/мм² – допускаемое напряжение на смятие, при колебаниях нагрузки уменьшаем [σ]_см на 25%: [σ]_см = 110 · 0,75 = 82,5 Н/мм²;

мм² – площадь смятия:

где l_p = l - b = 40 – 8 = 32 мм – рабочая длина шпонки со скругленными торцами.

12.1.2.Проверка шпонки тихоходного вала — под полумуфтой.

Параметры шпонки: b = 14 мм; h = 9 мм; l = 56 мм; t₁ = 5,5 мм; t₂ = 3,8 мм.

Условие прочности:

Н/мм²

где F_t = 3560 Н – окружная сила на колесе;

[σ]_см = 82,5 Н/мм² – допускаемое напряжение на смятие;

мм² – площадь смятия:

где l_p = l - b = 56 – 9 = 47 мм – рабочая длина шпонки со скругленными торцами.

12.2. Проверочный расчет стяжных винтов

Расчет производится по наибольшей из реакций в вертикальной плоскости в опорах подшипников (R_Аy = 4150 Н).

12.2.1. Определяем силу, приходящуюся на один винт:

F_B = 0,5 · R_Аy = 0,5 · 4150 = 2075 Н.

12.2.2. Принимаем K₃ = 2,5 – коэффициент затяжки при переменной нагрузке; х = 0,27 - коэффициент основной нагрузки при соединение чугунных деталей без прокладок.

12.2.3. Определяем механические характеристики материала винтов:

Винты изготовлены из стали 35, класса точности 5.6 (первое число, умноженное на 100 определяет предел прочности σ_В = 500 Н/мм²; произведение чисел умноженное на 10 определяет предел текучести σ_т = 300 Н/мм²; допускаемое напряжение [σ]= 0,25 · σ_т = 0,25 · 300 = 75 Н/мм².

12.2.4. Определяем расчетную силу затяжки винтов:

F_р = [K₃ (l - x) + x]F_B = [2,5 · (1 - 0,27) + 0,27] · 2075 = 4347 Н.

12.2.5. Определяем площадь опасного сечения винта:

мм²

где d_p – расчетный диаметр винта;

p = 1,75 мм – шаг резьбы.

12.2.6. Определяем эквивалентные напряжения:

Н/мм²

12.3. табличный ответ

Таблица 12.3.1. Результаты проверочных расчетов

Детали		Напряжение, H/mm2
		расчетное σ	допуска­емое [σ]
Шпонки	Быстро­ходный вал	43,12	82,5
	Тихо­ходный вал	25,59	82,5
Стяжные винты		67,12	75

13. Расчет технического уровня редуктора.

Технический уровень целесообразно оценивать количественным параметром, отражающим соотношение затраченных средств и полученного результата.

"Результатом" для редуктора является его нагрузочная способ­ность, в качестве характеристики которой принимается враща­ющий момент Т₂, Нм.

Рис. 13.1. График для определения коэффициента заполнения цилиндрического одноступенчатого редуктора.

Объективной мерой затраченных средств является масса редуктора m, кг, в которой практически интегрирован весь процесс его проек­тирования. Поэтому за критерий технического уровня можно при­нять относительную массу γ = m/T₂ т. е. отношение массы редук­тора (кг) к вращающему моменту на его тихоходном валу (Нм). Этот критерий характеризует расход материалов на передачу мо­мента и легок для сравнения.