9 Проверка прочности шпоночных соединений

Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длинны шпонок – по ГОСТ 23360-78.

Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности:

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице [σ_см]=100÷120 МПа, при чугунной [σ_см]=50÷70 МПа.

Ведущий вал:

d_в1=32 мм; bxh=10x8 мм; t₁=5 мм; l=40 мм; _32,94·10³ Н·мм:

Условие прочности выполнено:

Ведомый вал:

Из двух шпонок – под зубчатым колесом и под звездочкой – более нагружена вторая (меньше диаметр вала и поэтому меньше размеры поперечного сечения шпонки). Проверяем шпонку под звездочкой:

d_в2=35 мм; bxh=10x8 мм; t₁=5 мм; l=45 мм; 79,896·10³ Н·мм:

Условие прочности выполнено:

Проверяем шпонку под колесом:

d_в2=50 мм; bxh=16x10 мм; t₁=6 мм; l=45 мм; 79,896·10³ Н·мм:

Условие прочности выполнено:

10 Уточненный расчет валов

Рисунок 9 – Эпюра нагружения ведущего вала

Рисунок 10 – Эпюра нагружения ведомого вала

Уточненный расчет валов состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений в сравнении с требуемыми (допускаемыми) значениями [S]=2,5. Прочность соблюдена при S≥[S].Будем производит расчет для опасного сечения на тихоходном валу, под колесом.

Диаметр вала в этом сечении 55 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Для вала изготовленного из стали 45,термическая обработка-улучшение:

Момент сопротивления кручению (b=16мм,t₁=6):

Момент сопротивления изгибу:

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Амплитуда нормальных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения:

Условие прочности выполняется s ≥ [s].

11. Выбор и расчет муфты

Типоразмер муфты выбирают по диаметру вала и по величине расчетного вращающего момента

где k- коэффициент, учитывающий условия эксплуатации

Примем T_ном=T_II=79,896·10³ (Н·мм); k=1,3;d=50 (мм); [T]=125 (Н·м) Тогда:

Выбираем согласно ГОСТ 21424-75 муфту упругую втулочно-пальцевую исполнения 2 типа I.

12 Выбор сорта масла

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 (мм). Объем масляной ванны V определяется из расчета 0,25 (дм³ )масла на 1 (кВт) передаваемой мощности:

V = (дм³)

Устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях (Па) и скоростирекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 3410^-6 м²/с. Принимаем масло индустриальное И-30А (по ГОСТ 20799-75*).

Камеры подшипника заполняем пластичным смазочным материалом УТ-1 (консталины жировые), периодически пополняем его шприцем через пресс-масленки [1].