4.1 Установка зубчатого колеса на валу.

При установке колеса на валу с натягом необходимо предусмотреть цилиндрический участок вала , на котором обеспечивается сопряжение колеса с валом с зазором ( рис. 7)

Путём свободного поворота колеса относительно вала произведём совмещение шпоночного паза колеса со шпонкой, а затем напрессуем колесо на вал.

Для упрощения установки колеса на валу предусмотрим упорный буртик.

Рис. 7 Установка зубчатого колеса на валу.

4.2 Регулирование основного положения колеса.

Для компенсации неточности относительного осевого положения колёс ширину шестерни делаем больше ширины колеса, так чтобы при установке шестерня перекрывает с обеих сторон зубчатый венец колеса.

b₂=56 мм

b_1/b₂=1,06

b₁= 56∙1,06=60 мм

5. Шпоночное соединение.

Для передачи вращающего момента применим призматическую шпонку. [1, стр.300, табл. 18.19]

Шпонка 16Х10Х63 СТ СЭВ 189-75.

Рис.8

5.1 Соединение с натягом.

Для передачи момента с колеса на вал применим соединение с натягом.

Для предотвращения контактной коррозии и для уменьшения её влияния в соединении с натягом предусмотрим определённый запас сцепления K.

K=3,5- для колёса выходного вала редуктора, на конце которого установлена звёздочка цепной передачи.

Подберём посадку с натягом

Средне контактное давление.

p=2KT/πd²lf

Принимаем коэффициент трения f=0,14 [1, стр.76]

p=2∙3,5∙392,42/3,14∙0,058²∙0,056∙0,14=3,32∙10⁷Па

Деформация деталей.

∆=pd∙10⁶(C₁/E₁+C₂/E₂)

Вал сплошной d₁=0d= 58 ммd₂=d_ст=97 мм µ₁= µ₂=0.3E₁=E₂=2,1∙10¹¹ Па [1, стр.76]

C₁= 1+(d₁/d)²/ 1- (d₁/d)²- µ₁

C₂= 1+(d/d₂)²/ 1- (d/d₂)²+ µ₂

C₁= 1- 0,3=0,7

C₂= 1+( 58/ 97)²/ 1- (58/ 97)²+0,3=2,41

∆=3,32∙10⁷∙0,058∙10⁶(0,7/2,1∙10¹¹ + 2,41/2,1∙10¹¹)=28,5 мкм

Поправка на обмятие микронеровностей.

u=5,5 (R_a1+R_a2),

где R_a1 иR_a2 – средние арифметические отклонения профиля поверхностей.

Предположим, что точность изготовления вала соответствует 8-му квалитету. Тогда по

[1, стр.247, табл.16.2] R_a1=0,8 мкм,R_a2=1,6 мкм.

u=5,5(0,8+1,6)=13,2 мкм

Поправка на температурную деформацию.

Для зубчатых передач поправку ∆tна температурную деформацию не подсчитываем. Принимаем ∆t=0.

Минимальный натяг.

[N]_min ≥ ∆ +u+ ∆t= 28,5+13,2+0=41,7 мкм.

Максимальный натяг.

[N]_max ≤ [∆]_max+u(мкм),

где [∆]_max – максимальная деформация, допускаемая прочностью охватывающей детали,

[∆]_max=[p]_max ∙ ∆/p(мкм),

[p]_max= 0,5∙ơ_Т2[1-(d/d₂)²]

ơ_Т2=640 Мпа –предел текучести материала колеса [1, стр.10, табл.2.1]

[p]_max= 0,5∙6,4∙10⁸[1-(58/97)²] = 2,06∙10⁸Па

[∆]_max= 2,06∙10⁸ ∙ 28,5/3,32∙10⁷= 176,8 мкм

[N]_max ≤ 176,8 +13,2= 190 мкм

Выбор посадки.

По [1, стр.78, табл.5.3] находим, что посадка H8/u8, для которойN_min= 55 мкм,N_max=119 мкм, что удовлетворяет условиям[N]_max и [N]_min.

Температура нагрева колеса.

t= 20+N_max+z_сб/d∙10⁶α,

z_сб=10 мкм- зазор для удобства сборки.

α=12∙10^-6

t= 20+ 119+10/0,058∙10⁶12∙10^-6=205^◦, что является допустимым.

[t]= (230-240)^◦- для стали.

2.9 Расчет шпоночных соединений

Принимаем шпонки призматические по ГОСТ 23360–78 [7, с. 432].

Напряжения смятия [8, с. 128]:

,

где l_р=l–b– расчетная длина шпонки;

l_ст– длина ступицы насаживаемой детали;

k=h–t₁– расчетная высота шпонки;

[_см] =_Т / [S] – допускаемое напряжение смятия:

для шпонок из стали 45 _Т= 650 МПа,

[S] = 2 – коэффициент запаса прочности [8, с. 131];

[_см] = 325 МПа.

Размеры шпонок и расчет _смданы в таблице 2.10

Таблица 2.10

Расчет шпонок

Параметр		Место соединения					Приме­чание
наименование	обозн.	муфта	колесо z2Б	колесо z2T	звездочка
1 Диаметр вала, мм	d	18,2*	30	45	40
2 Момент, Нм	T	12,6	76,5	362,3	362,3
3 Длина ступицы, мм	lст	39	35	45	45
4 Шпонка ГОСТ 23360 - размеры, мм	t1 k lp	4434* 2,5 1,5 30	10832 5 3 22	14940 5,5 3,5 26	12840 5 3 28	[7, с.433]
5 Напряжения, МПа	см	31	77	177	216
Условие прочности выполняется см[см]
Примечание - * размеры для конического конца вала по ГОСТ 12081–72 [7, с.431]