7. Тепловий розрахунок редуктора Умова роботи редуктора без перегріву при тривалій роботі записується у вигляді

де t_м – температура масла;

t_в – температура навколишнього повітря;

Р_ч – передана потужність. Р_ч=750 Вт;

- коефіцієнт корисної дії черв'ячної передачі. =0,75;

k_t – коефіцієнт теплопередачі. Уважаємо, що забезпечується досить гарна циркуляція повітря, і приймаємо коефіцієнт теплопередачі k_t=17 Вт/(м² °С);

А – площа тепловідвідної поверхні. Для проектованого редуктора площа тепловідвідної поверхні А=0,5 м² (тут ураховувалася також площа днища, тому що конструкція опорних лабетів забезпечує циркуляцію повітря біля днища).

[Δt] – допустимий перепад температур при нижнім розташуванні черв'яка [Δt]=60°.

Тоді .

Умова роботи редуктора без перегріву при тривалій роботі забезпечено.

7. Перевірка на міцність шпонкових з'єднань

Для забезпечення точного центрування деталі на валах приймаємо шпонки призматичні звичайні з округленими торцями. Матеріал шпонок – сталь 45 нормалізована. Орієнтовно приймаємо довжини шпонок під зубчасте й черв'ячне колеса

l_шп=1,5d_{ступиці}.

Перетин шпонки підбираємо відповідно до Держстандарту залежно від діаметра вала, на який насаджується шпонка.

Перевірка міцності проводиться по напрузі зминання по бічних поверхнях шпонки по формулі

,

де T – переданий шпонкою крутний момент;

d - діаметр вала;

h - висота шпонки;

t₁ – глибина шпонкового паза;

l - довжина шпонки;

b - ширина шпонки;

- допускається напруга зминання; =100120 МПа для сталевої маточини й =5070 МПа для чавунної.

Довжина шпонок після розрахунку округлялася за ДСТ (табл. 8.9 [1]).

Місце посадки шпонки	Діаметр вала; мм	Перетин шпонки bxh, мм	Довжина шпонки l; мм по держстандарту	Напруження зминання
Під черв'ячним колесом	50	16х10	45	44,8<120
Під зубчастим колесом	95	28х16	80	76<120

Для вхідних і вихідних кінців валів двоступінчастих редукторів за ДСТ 20758-75 шпонки не потрібні, тому що посадкові місця напівмуфт конічні.

7. Уточнений розрахунок валів

Вал А:

Матеріал – сталь 45, термічна обробка – поліпшення. Середнє значення (при діаметрі заготівлі до 90 мм табл. 3.3 [1]). Границя витривалості при симетричному циклі вигину

.

Границя витривалості при симетричному циклі дотичних напружень

.

Небезпечний переріз А-А.

Цей перетин при передачі обертаючого моменту розраховується на крутіння й вигин. Концентрацію напруги викликає наявність шпонкової канавки.

Коефіцієнт запасу міцності по дотичних напруженнях

,

де амплітуда й середня напруга отнулевого циклу

.

При

;

.

Приймаємо:

.

Держстандарт 16162-78 вимагає, щоб момент на консольній частині вхідного вала був не більше .

.

Коефіцієнт запасу міцності по нормальних напругах

де

;

.

,

де момент опору вигину

;

Згинальний момент у горизонтальній площині

;

Згинальний момент у вертикальній площині

;

Сумарний згинальний момент у перетині А-А

.

Результуючий запас міцності

.

Вал Б:

матеріал – сталь 45, термообробка – поліпшення. Середнє значення ;

;

.

Небезпечний переріз Б-Б. Цей перетин під зубчастим колесом розраховується на крутіння й вигин. Концентрацію напруг викликає наявність шпонкової канавки.

;

; ;

;

.

;

;

;

;

Згинальний момент у горизонтальній площині

;

Згинальний момент у вертикальній площині

;

Сумарний згинальний момент у перетині Б-Б

;

Коефіцієнт запасу міцності по дотичних напруженнях

;

Коефіцієнт запасу міцності по нормальних напругах

;

.

Вал С:

Матеріал – сталь 45, термообробка – поліпшення. Середнє значення ;

;

.

Небезпечний переріз - під черв'ячним колесом розраховується на крутіння й вигин. Концентрацію напруг викликає наявність шпонкової канавки.

;

; ;

;

.

;

;

;

;

Згинальний момент у горизонтальній площині

;

Згинальний момент у вертикальній площині

;

Сумарний згинальний момент у перетині Б-Б

;

Коефіцієнт запасу міцності по дотичних напруженнях

;

Коефіцієнт запасу міцності по нормальних напругах

;

Результуючий запас міцності

.