3.3 Расчет тихоходного вала Ориентировочный расчет

Диаметр d_вых2 выходного конца вала равен:

Принимаю d_вых2 по ГОСТ 12080 – 66* равным d_вых2 = 45 мм. Длина выходного конца вала равна l_вых2 = 82 мм.

Диаметр ступеньки под подшипник равен:

Принимаем d_п2 = 50 мм. Предварительно выбираем роликовый подшипник конический однорядный 7610 ГОСТ 333-79. Параметры подшипника: ширина Т подшипника равна Т₂ = 42,25 мм, диаметр внешнего кольца D_п2=110 мм.

Длина ступеньки под подшипник равна:

Определяю диаметр вала под колесом:

Длина участка вала под колесом определяется конструктивно и равна l_кол = 70 мм.

Определяю расстояния, необходимые для определения опорных реакций.

Расстояние L_пп2 между смежными реакциями опор подшипников равно:

Величина смещения а₂ равна:

где е₂ = 0.296 – коэффициент влияния осевого нагружения.

Рисунок 5 – Схема тихоходного вала

Расстояние L₂ от точки приложения усилия от муфты и реакцией смежной опоры подшипника равно:

Расстояние L_з2 от точки зацепления до точки приложения реакции смежной опоры подшипника равно:

4 Выбор и расчет шпонок

4.1 Основные параметры шпоночных соединений

Основными размерами шпонки являются: (рисунок 7) b – ширина шпонки, h – ее высота, l, l_р – длина и рабочая длина соответственно.

Основные параметры шпоночного соединения – это глубина t₁ паза вала и t₂ глубина паза колеса.

В целях унификации элементов шпоночных соединения тихоходного вала с другими деталями выполняю одинаковыми. Размеры шпоночных соединений выбираю исходя из диаметра d_вых1 выходного конца вала.

Размеры шпоночного соединения принимаю по ГОСТ 23360 – 78. Длины шпонок выбраны из ряда стандартных значений.

Рисунок 7 – Эскиз шпоночного соединения

Параметры выбранных шпонок сведены в таблицу 4.3.1

4.2 Расчет шпонок быстроходного вала

Шпонка быстроходного вала выполнена с одним плоским торцом, так как шпонки данного исполнения более работоспособны, чем шпонки со скругленными торцами, и обеспечивают более легкий монтаж, чем шпонка с двумя плоскими концами.

Условие прочности шпонки на смятие имеет вид:

где l_p – рабочая длина шпонки;

[σ_см] = 120 МПа – допускаемое напряжение смятия.

Рабочая длина шпонки равна:

Напряжение смятия, возникающее на поверхности шпонки, равно:

Результат удовлетворительный.

Окончательно принимаю шпонку 8х7х18 ГОСТ 23360 – 78*.

4.3 Шпонки тихоходного вала

Для соединения тихоходного вала с колесом применяю шпонки с двумя скругленными концами, для соединения вала с муфтой – шпонку с одним плоским торцом. Проверку веду по шпонке, соединяющей вал с муфтой, так как диаметр выходного конца вала значительно меньше диаметра вала под колесом, и, как следствие, напряжения, возникающие на данном участке, больше.

Рабочая длина шпонки равна:

Напряжение смятия, возникающее на поверхности шпонки, равно:

Результат удовлетворительный.

Окончательно принимаю шпонку 14х9х36 ГОСТ 23360 – 78*.

Таблица 4.3.1.

Вал	Сечение шпонки		Фаски	Глубина паза		Длина l
	b	h		вала t1	cтупицы t2
Быстроходный	8	7	0.36	4	3,3	18
Тихоходный	14	9	0.43	6	4.3	36