8. Проверка прочности шпоночных соединений.

Для соединения валов с деталями, передающими вращение, применяют шпонки. На ведущем и ведомом валах применяем шпонки призматические с плоскими торцами по ГОСТ 23360-78 [1, табл. 8.9]. Материал шпонок - сталь 45 , термообработка - нормализация (рис.13).

Рис.13 Шпоночное соединение.

Шпоночные соединения проверяем на смятие:

,

где Т – крутящий момент на валу;

d – диаметр вала в месте установки шпонки, мм;

h – высота шпонки, мм;

t₁ – глубина паза под шпонку в валу, мм;

[σ]_см – допускаемое напряжение смятия, [σ]_см =100 МПа;

l – рабочая длина шпонки, мм.

3.10.1 Шпонка на выходном конце ведущего вала:

Т₁=117,3·10³ Н·мм; bxh=10х8мм; l=44 мм; t₁=5,0 мм; d=36мм;

σ_см =2·117,3·10³/36·(7-4)·44=49,3МПа<[σ]_см.

3.10.2 Шпонка выходном конце ведомого вала:

Принимаем длину выходного конца ведомого вала 42 мм [2,табл.7.1 ]_.

Т₂=448,4·10³ Н·мм; bxh=12х8мм; l=78 мм; t₁=5,0 мм; d=40 мм;

σ_см =2·448,4·10³/40·(8-5)·78 =95,8 МПа<[σ]_см.

3.10.3 Шпонка под колесом ведомого вала:

Т₂=448,4·10³ Н·мм; bxh=18х11мм; l=68 мм; t₁=7,0 мм; d=60мм;

σ_см =2·448,4·10³/60·(11-7)·68 =54,9МПа<[σ]_см.

Так как полученные расчетные значения меньше допускаемых, то выбранные шпонки можно применять в редукторе.

3.11 Выбор уплотнений валов

В качестве уплотнений выбираем манжетные уплотнения по ГОСТ 8752-79 (рис.14). Размер манжеты зависит от диамет­ра участка вала, на который она устанавливается.

Для ведущего вала: d = 45 мм; D = 65 mm; h₁ = 10mm[1, табл.9.16].

Для ведомого вала: d = 50 мм; D =70 mm; h₁ = 10 mm.

Манжета допускает работу с окружными скоростями до 20м/с.

Рис. 14 Манжета резиновая армированная.

Скорость скольжения на ведущем валу:

V_cк1= _,

где n₁- частота вращения ведущего вала редуктора; n₁=1465мин^-1;

d_в1 – диаметр вала под манжетой; d_в1 =45мм

V_cк1=

Скорость скольжения ведомого вала:

V_cк2= _,

где n₂- частота вращения ведущего вала редуктора; n₂=366,3 мин^-1;

d_в1 – диаметр вала под манжетой; d_в1 =50мм;

V_cк1=

Поскольку рабочая скорость в зоне контакта кромки манжеты меньше допускаемой, выбранные манжеты подходят в качестве уплотнений для проектируемого редуктора.

3.12 Выбор крышек подшипников

Выбираем закладные крышки подшипников (рис.15). Эти крышки не требуют крепления к корпусу винтами. Кольцевой выступ, выполненный на наружней поверхности крышки, препятствует вытеканию масла из корпуса. Размеры крышек определяют в зависимости диаметра подшипника D [2, с.114].

Рис.15 Крышки подшипника закладные: глухая и сквозная

Для ведущего вала:

Крышка сквозная: S - толщина кольцевого выступа: S =8 мм; D=85мм, Do =95мм; d=80 мм.

Крышка глухая: S - толщина кольцевого выступа: S =8 мм; D=85мм,

Do =95мм; d=80 мм.

Для ведомого вала:

Крышка сквозная: S - толщина кольцевого выступа: S =8 мм; D=110мм, Do =120мм; d=100 мм.

Крышка глухая: S - толщина кольцевого выступа: S =8 мм; D=11мм,

Do =120мм; d=100 мм.

3.13 Уточненный расчет валов

Уточненный расчет валов проводится для определения коэффициентов запаса прочности в опасных сечениях валов и проверки условия: S>[S]_min=2,5,

где S – расчетный коэффициент запаса прочности.

Материал валов – сталь 45Х ГОСТ 4543-71. Предел прочности σ_В=950МПа [2,табл.1]. Предел прочности стали при симметричном цикле изгиба: σ_-1=420 МПа.

Предел прочности стали при симметричном цикле кручения:

τ_-1=0,58·σ_-1= 0,58^.420=243,6 МПа.