4. Встановлення елементів відкритих передач на вал
а) Сполучення з валом. Елементи відкритих передач садять на циліндричні або конічні посадкові поверхні вихідних валів. Для передачі обертаючого моменту використовують шпонкові з'єднання . При установці елементів відкритих передач на циліндричні кінці валів застосовують посадки: при нереверсивній роботі без поштовхів і ударів - Н7/к6 при нереверсивний роботі з помірними поштовхами - Н7/m6 (n6),
при реверсивній роботі з великими поштовхами і ударами - Н7/n6 (р6)
б) Осьова фіксація і осьове кріплення. Залежить від конструкції вихідного кінця валу , положення маточини щодо обода елементу відкритої передачі, а також від відношення довжини маточини lст до її внутрішньому діаметру d - lст/d.
Посадка на циліндричний кінець валу. При відносно довгій, односторонній виступаючій маточині (lст/d ≥ 0,8) деталь фіксують настановним гвинтом (див. рис. 9.64,б). При двосторонній виступаючій маточині і відношенні lст/d = 1 ... 1,5 деталь фіксують з торця валу шестигранною гайкою і стопорною шайбою з носком (див. рис. 9.15), круглою шліцьовою гайкою і стопорною багатолапчатою шайбою (див. рис. 9.18) або кінцевою шайбою (див. рис. 9.17). Протилежний торець маточини впирається в подушку між 1-ю і 2-ю ступенями валу або в розпірну втулку між підшипником і маточиною деталі (див. рис. 9.14). У цьому випадку повинен бути передбачено зазор С між бортиком валу і торцем втулки.
Посадка на конусний кінець валу. При великих навантаженнях, роботі з поштовхами, ударами і при реверсивному режимі роботи з частими пусками і зупинками переважно встановлювати колеса і інші деталі на конусні кінці валів, незважаючи на велику складність їх виготовлення. При цьому для створення натягу осьова фіксація здійснюється з торця валу гайкою і стопорною шайбою з носком; круглої шліцьової гайкою і стопорною багатолапчатою шайбою; кінцевою шайбою . При посадці деталі на кінцевій ділянці валу не можна опирати її в подушку валу, тому що при цьому не може бути гарантовано необхідний натяг.
10. Перевірочні розрахунки
Мета: 1. Виконати перевірочні розрахунки стандартних виробів: шпонок і стяжних гвинтів (болтів) підшипникових вузлів та муфт.
Після завершення конструктивного компонування редуктора, коли визначені і уточнені остаточні розміри всіх його деталей, деталей відкритої передачі і муфти, обраний режим змащення зачеплення, підшипників, проводять ряд перевірочних розрахунків, які повинні підтвердити правильність прийнятих конструкторських рішень.
10.1 Вибір і розрахунок шпонкових з’єднань.
Шпонки призначаються для передачі крутного моменту від вала до маточини деталі (зубчастого колеса, шківа і та. інш.) або, навпаки, від маточини до вала. В окремих випадках крім передачі крутного моменту шпонки фіксують насаджені на вал маточини в осьовому напрямку. Основні типи шпонок стандартизовані і підбираються по таблицях стандарту залежно від діаметра вала (див. табл. 10.1). Шпонки виготовляють зі сталі Ст5, Ст6; 45; 50; 55; 60 і інших більше міцних марок з межею міцності σв=590 МПа, що набагато в деяких випадках перевищує межу міцності матеріалів з яких виготовляються насаджені на вал деталі.
Таблиця 10.1.
Діаметр вала d |
Переріз шпонки |
Фаска |
Глибина пазу |
Довжина l |
||
b |
h |
вала t1 |
маточини t2 |
|||
Вище 12 до 17 |
5 |
5 |
0,25…0,4 |
3 |
2,3 |
10…56 |
17 - 22 |
6 |
6 |
3,5 |
2,8 |
14…70 |
|
22 - 30 |
8 |
7 |
0,4…0,6 |
4 |
3,3 |
18…90 |
30 - 38 |
10 |
8 |
5 |
3,3 |
22…110 |
|
38 - 44 |
12 |
28…140 |
||||
44 - 50 |
14 |
9 |
5,5 |
3,8 |
34…160 |
|
50 - 58 |
16 |
10 |
6 |
4,3 |
45…180 |
|
58 - 65 |
18 |
11 |
7 |
4,4 |
50…200 |
|
65 - 75 |
20 |
12 |
0,6…0,8 |
7,5 |
4,9 |
56…220 |
75 - 85 |
22 |
14 |
9 |
5,4 |
63…250 |
|
85 - 95 |
25 |
|
70…280 |
|||
Рис. 10.1. Розрахункова схема для шпонкового з’єднання
Тому з'єднання, які здійснюються за допомогою призматичних або сегментних шпонок, перевіряють на зминання робочих поверхонь шпонкового пазу маточини (рис. 9.1) по формулі
(10.1.),
де Ft – окружна сила ;
Sсм - розрахункова площа зминання паза в маточині;
Т - обертальний момент;
t2 - глибина паза маточини;
lр - робоча довжина призматичної шпонки;
[σсм] - допустима напруга зминання: при чавунних маточинах, [σсм] = 60...90 МПа; при сталевих маточинах [σсм]=100... 150 МПа. Менші значення допустимих напруг зминання, приймають при передачі нерівномірних або ударних навантажень.
При проектуванні відповідальних з'єднань призматичну і сегментну шпонки крім зминання перевіряють також на зріз:
(10.2.),
де Scp - площа зрізу шпонки;
b — ширина шпонки;
[τср] = 60... 100 МПа; менші значення приймають при нерівномірному або ударному навантаженні.
Довжина шпонки повинна бути на 3...10 мм менше довжини маточини деталі, яка насаджується на вал.