16 Шпоночные соединения

Соединения выполняются на шпонках призматических (табл. 20), ГОСТ 23360‑78 и шпонках призматических высоких (табл. 21), ГОСТ 10748‑79 с плоскими торцами.

Проверка выполняется по следующим формулам

Усилие, действующее на шпонку (рис. 8)

,

высота поверхности смятия в ступице

,

напряжение смятия

Расчетная длина шпонки с плоскими торцами равна длине шпонки.

Для нагрузки с умеренными толчками можно принимать

Шпоночные соединения

Место	Хвостовик быстроходного вала	Посадочное место колеса 2	Посадочное место колеса З	Хвостовик тихоходного вала
d, мм	45	80	120	100
Т, Н∙м	300	1430/2	5600	5600
F, Н	13300	18000	93500	112000
Тип шпонки	ГОСТ 23360-78	ГОСТ 10748-79	ГОСТ 10748-79	ГОСТ 10748-79
в×h×l, мм	14x9x90	22x20x40	32x28x100	32x28x180
t1 мм	5,5	12	17	17
S, мм	0,4	0,6	0,8	0,8
К, мм	4,2	8,9	12,3	12,7
σcм МПа	35	51	76	49

17 Проверка запасов выносливости валов

17.1 Расчетные приведенные напряжения (п.п.12.5, 13.4, 14.5) близки к допускаемым в сечениях Х и В тихоходного вала, для которых и произведем проверку.

17.2 Сечение Х имеет, с учетом шпоночного паза, моменты сопротивления изгибу и кручению:

,

номинальные напряжения

Изгиб происходит по симметричному, а кручение - по отнулевому циклу.

Поэтому амплитудные напряжения

и средние напряжения

17.3 Сечение В имеет моменты сопротивления изгибу и кручению:

Номинальные напряжения:

амплитудные напряжения

Средние напряжения

17.4 Из сравнения напряжений, подсчитанных в п.п.17.2, 17.3 видно, что сечение В нагружено сильнее, чем Х. Поэтому рассмотрим подробно проверку сечения В.

Назначаем материал вала‑сталь40Х, с улучшением до НВ 240…270 (табл. 18).

Принимаем пределы выносливости при изгибе и при кручении:

Коэффициент запаса выносливости при симметричном изгибе и отнулевом кручении:

, ,

где -коэффициенты концентрации, К_М - масштабный фактор.

Из имеющихся концентраторов напряжения: галтельного перехода и натяга от посадки - наибольшую концентрацию напряжения дает последний. По табл.22 при пределе прочности 800 МПа, диаметре более 100 мм и наличии напрессованной детали принимаем

Принимаем для коэффициента значение 0,05, обычно для среднетвердой стали, и определяем коэффициенты запаса по изгибу кручению:

,

Затем находим результирующий коэффициент запаса

, S=1,86

что больше чем коэффициент 1,75 допускаемый для зубьев колес, изготовленных из поковки (табл. 10, примеч. 2).

17.5 Аналогичный проверочный расчет сечения Х показывает, что для него коэффициент запаса выносливости S=1,92.

18 Основные размеры корпусных деталей и компоновка редуктора*

Толщина стенки корпуса

.

Толщина стенки крышки .

Диаметр фундаментных болтов

Диаметр стяжных болтов .

Принято:

.

Компоновка редуктора показана на рис 9. Размеры по длине валов сохранены приблизительно теми же, что на рис 1. Левый подшипник быстроходного вала несколько перенесен таким образом, чтобы сохранить вылет консольной части вала и уменьшить напряжения изгиба и прогиб консоли. При этом уменьшаются также опорные реакции подшипников, вызываемые консольной нагрузкой U₁

______________________

*Прочие конструктивные размеры: крышек подшипниковых гнезд, уплотнительных манжет, уступов и радиусов галтелей на валах и другие частью стандартизованы, частью нормализованы и приводятся в атласах, справочниках и пособиях по проектированию.

Рис. 9. Компоновка редуктора

(лапы корпуса не показаны)

41