15. Выбор и проверка расчётом шпоночных соединений
Шпоночные соединения служат для передачи вращающего момента от вала к ступице или от ступицы к валу в зависимости от того, какая деталь является ведущей. Шпонки изготовляют из углеродистых сталей с пределом прочности не менее 600 МПа. Допустимые напряжения на смятие при спокойной нагрузке рекомендуется принимать: для стальной ступицы [σсм] = 80…120 МПа, для чугунной - [σсм] = 50…70 МПа.
Основным расчётом для призматических шпонок является условный расчёт на смятие:
,
МПа (177)
где d – диаметр вала, мм;
h – высота шпонки, мм;
t – глубина паза вала, мм;
lр – рабочая длина шпонки, мм.
lр = l – b, (178)
где l – длина шпонки (смотрим компоновку), мм;
b – ширина шпонки, мм (таблица 40).
Таблица 40 - Размеры призматических шпонок
-
Диаметр вала d
Сечение шпонки
Глубина паза
b
h
вала, t1
ступицы, t2
6…8
8…10
10...12
12…17
17…22
22…30
30…38
38…44
44…50
50…58
58...65
65…75
75…85
2
3
4
5
6
8
10
12
14
16
18
20
22
2
3
4
5
6
7
8
8
9
10
11
12
14
1,5
2
2,5
3
3,5
4
5
5
5,5
6
7
7,5
9
0,8
1,3
1,8
2,3
2,8
3,3
3,3
3,3
3,8
4,3
4,4
4,9
5,4
16. Определение конструктивных элементов редуктора по эмпирическим формулам
Размеры основных элементов корпуса определяют в зависимости от значения наибольшего вращающегося момента на тихоходном валу редуктора.
,
Н∙м
Толщина стенки нижней части корпуса
,
мм
Толщина стенки крышки корпуса
,
мм.
Крышку крепят к корпусу улучшенными винтами с шестигранной уменьшенной головкой класса точности 6.6.
Толщина ребра у основания
мм.
Диаметр стяжных винтов
,
мм.
Толщина фланца по разъему
,
мм.
Ширина фланца
,
мм.
Диаметр фундаментального болта
,
мм.
Толщина лапы фундаментного болта
,
мм.
Число фундаментных болтов при
мм.
,
при
мм
.
Уклон дна может составлять от 1:100 до 1:200.
Элементы корпуса должны сопрягаться одинаковым радиусом
r≈0,25∙δ, мм.
Диаметр штифта
dшт ≈ 0,5∙d, мм.
17. Тепловой расчёт червячной передачи
При установившемся режиме работы редуктора всё выделяемое тепло отдаётся через его стенки окружающему воздуху.
Количество тепла, отдаваемое окружающему воздуху в секунду:
,
Дж (179)
Количество тепла, выделяемое в секунду:
,
Дж (180)
где Р1 – мощность на валу червяка, Вт;
η – к.п.д. червячной передачи;
К – коэффициент теплопередачи корпуса редуктора, Вт/м2·0С.
В среднем при естественном охлаждении К=10…16 Вт/м2·0С.
Большие значения выбирают при хорошей циркуляции, малой запыленности воздуха в помещении и свободной циркуляции масла в редукторе.
А – поверхности охлаждения редуктора с учетом дна и 50% бобышек
А≈20·
,
м2 (181)
tм – температура масла, 0С;
tВ – температура воздуха, 0С.
По тепловому балансу Q1=Q2 нужно определить температуру масла tм и сравнить ее с максимально допустимой для выбранного масла.