Материал шпонки – сталь 45 нормализованная.
Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле 8.22 [1].
sсм = 2 · Т / (dвала · (l – b) · (h – t1)) =
2 · 74920,602 / (45 · (36 – 14) · (9 – 5,5)) = 43,244 МПа £ [sсм]
где Т = 74920,602 Н·мм – момент на валу; dвала = 45 мм – диаметр вала; h = 9 мм – высота шпонки; b = 14 мм – ширина шпонки; l = 36 мм – длина шпонки; t1 = 5,5 мм – глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [sсм] = 75 МПа.
Проверим шпонку на срез по формуле 8.24 [1].
tср = 2 · Т / (dвала · (l – b) · b) =
2 · 74920,602 / (45 · (36 – 14) · 14) = 10,811 МПа £ [tср]
Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [tср] = 0,6 · [sсм] = 0,6 · 75 = 45 МПа.
Все условия прочности выполнены.
Для данного элемента подбираем две шпонки, расположенные под углом 180o друг к другу. Шпонки призматические со скруглёнными торцами 16x10. Размеры сечений шпонок, пазов и длин шпонок по ГОСТ 23360–78 (см. табл. 8,9 [1]).
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле 8.22 [1].
sсм = Т / (dвала · (l – b) · (h – t1)) =
227797,414 / (55 · (36 – 16) · (10 – 6)) = 51,772 МПа £ [sсм]
где Т = 227797,414 Н·мм – момент на валу; dвала = 55 мм – диаметр вала; h = 10 мм – высота шпонки; b = 16 мм – ширина шпонки; l = 36 мм – длина шпонки; t1 = 6 мм – глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [sсм] = 75 МПа.
Проверим шпонку на срез по формуле 8.24 [1].
tср = Т / (dвала · (l – b) · b) =
227797,414 / (55 · (36 – 16) · 16) = 12,943 МПа £ [tср]
Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [tср] = 0,6 · [sсм] = 0,6 · 75 = 45 МПа.
Все условия прочности выполнены.
Для данного элемента подбираем две шпонки, расположенные под углом 180o друг к другу. Шпонки призматические со скруглёнными торцами 14x9. Размеры сечений шпонок, пазов и длин шпонок по ГОСТ 23360–78 (см. табл. 8,9 [1]).
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле 8.22.
sсм = Т / (dвала · (l – b) · (h – t1)) =
227797,414 / (50 · (45 – 14) · (9 – 5,5)) = 41,99 МПа £ [sсм]
где Т = 227797,414 Н·мм – момент на валу; dвала = 50 мм – диаметр вала; h = 9 мм – высота шпонки; b = 14 мм – ширина шпонки; l = 45 мм – длина шпонки; t1 = 5,5 мм – глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [sсм] = 75 МПа.
Проверим шпонку на срез по формуле 8.24 [1].
tср = Т / (dвала · (l – b) · b) =
227797,414 / (50 · (45 – 14) · 14) = 10,498 МПа £ [tср]
Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [tср] = 0,6 · [sсм] = 0,6 · 75 = 45 МПа.
Все условия прочности выполнены.
Для данного элемента подбираем две шпонки, расположенные под углом 180o друг к другу. Шпонки призматические со скруглёнными торцами 18x11. Размеры сечений шпонок, пазов и длин шпонок по ГОСТ 23360–78 (см. табл. 8,9 [1]).
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле 8.22 [1].
sсм = Т / (dвала · (l – b) · (h – t1)) =
533322,455 / (65 · (56 – 18) · (11 – 7)) = 53,98 МПа £ [sсм]
где Т = 533322,455 Н·мм – момент на валу; dвала = 65 мм – диаметр вала; h = 11 мм – высота шпонки; b = 18 мм – ширина шпонки; l = 56 мм – длина шпонки; t1 = 7 мм – глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [sсм] = 75 МПа.
Проверим шпонку на срез по формуле 8.24 [1].
tср = Т / (dвала · (l – b) · b) =
533322,455 / (65 · (56 – 18) · 18) = 11,996 МПа £ [tср]
Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [tср] = 0,6 · [sсм] = 0,6 · 75 = 45 МПа.
Все условия прочности выполнены.
Соединения элементов передач с валами
| Передачи | Соединения | |
| Ведущий элемент передачи | Ведомый элемент передачи | |
| 1-я зубчатая цилиндрическая передача | Шпонка призматическая со скруглёнными торцами 14x9 | Две шпонки призматические со скруглёнными торцами 16x10 |
| 2-я зубчатая цилиндрическая передача | Две шпонки призматические со скруглёнными торцами 14x9 | Две шпонки призматические со скруглёнными торцами 18x11 |
Толщина стенки корпуса и крышки редуктора:
d = 0.025 · aw (тихоходная ступень) + 3 = 0.025 · 180 + 3 = 7,5 мм
Так как должно быть d³ 8.0 мм, принимаем d = 8.0 мм.
d1 = 0.02 · aw (тихоходная ступень) + 3 = 0.02 · 180 + 3 = 6,6 мм
Так как должно быть d1³ 8.0 мм, принимаем d1 = 8.0 мм.
Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса: b = 1.5 · d = 1.5 · 8 = 12 мм.
Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса: b1 = 1.5 · d1 = 1.5 · 8 = 12 мм.
Толщина нижнего пояса корпуса:
без бобышки: p = 2.35 · d = 2.35 · 8 = 18,8 мм, округляя в большую сторону, получим p = 19 мм.
при наличии бобышки: p1 = 1.5 · d = 1.5 · 8 = 12 мм.
p2 = (2,25…2,75) · d = 2.65 · 8 = 21,2 мм., округляя в большую сторону, получим p2 = 22 мм.
Толщина рёбер основания корпуса: m = (0,85…1) · d = 0.9 · 8 = 7,2 мм. Округляя в большую сторону, получим m = 8 мм.
Толщина рёбер крышки: m1 = (0,85…1) · d1 = 0.9 · 8 = 7,2 мм. Округляя в большую сторону, получим m1 = 8 мм.
Диаметр фундаментных болтов (их число ³ 4):
d1 = (0,03…0,036) · aw (тихоходная ступень) + 12 =
(0,03…0,036) · 180 + 12 = 17,4…18,48 мм.
Принимаем d1 = 20 мм.
Диаметр болтов:
у подшипников:
d2 = (0,7…0,75) · d1 = (0,7…0,75) · 20 = 14…15 мм. Принимаем d2 = 16 мм.
соединяющих основание корпуса с крышкой:
d3 = (0,5…0,6) · d1 = (0,5…0,6) · 20 = 10…12 мм. Принимаем d3 = 12 мм.
Размеры, определяющие положение болтов d2 (см. рис. 10.18 [1]):
e ³ (1…1,2) · d2 = (1…1.2) · 16 = 16…19,2 = 17 мм;
q ³ 0,5 · d2 + d4 = 0,5 · 16 + 5 = 13 мм;
где крепление крышки подшипника d4 = 5 мм.
Высоту бобышки hб под болт d2 выбирают конструктивно так, чтобы образовалась опорная поверхность под головку болта и гайку. Желательно у всех бобышек иметь одинаковую высоту hб.
Силы, действующие на вал и углы контактов элементов передач:
Fx2 = 634,16 H
Fy2 = -1742,34 H
Из условия равенства суммы моментов сил относительно 2-й опоры (сечение вала 3 по схеме):
Rx1 = (-Fx2 * L2) / (L1 + L2)
= (-634,16 * 65) / (130 + 65)
= -211,387 H
Ry1 = (-Fy2 * L2) / (L1 + L2)
= (– (-1742,34) * 65) / (130 + 65)
= 580,78 H
Из условия равенства суммы сил относительно осей X и Y:
Rx3 = (-Rx1) – Fx2
= (– (-211,387)) – 634,16
= -422,773 H
Ry3 = (-Ry1) – Fy2
= (-580,78) – (-1742,34)
= 1161,56 H
Суммарные реакции опор:
R1 = (Rx12 + Ry12) 1/2 = (-211,3872 + 580,782) 1/2 = 618,053 H;
R3 = (Rx32 + Ry32) 1/2 = (-422,7732 + 1161,562) 1/2 = 1236,106 H;
Радиальная сила действующая на вал со стороны муфты равна (см. раздел пояснительной записки «Выбор муфт»):
Fмуфт. = 528 Н.
Из условия равенства суммы моментов сил относительно 2-й опоры (сечение вала 3 по схеме):
R1муфт. = (Fмуфт. * L3) / (L1 + L2)
= (528 * 120) / (130 + 65)
= 324,923 H
Из условия равенства суммы сил нулю:
R3муфт. = – Fмуфт. – R1
= – 528 – 324,923
= -852,923 H
Силы, действующие на вал и углы контактов элементов передач:
Fx2 = 1625,715 H
Fy2 = 4466,616 H
Fx3 = -634,16 H
Fy3 = 1742,34 H
Из условия равенства суммы моментов сил относительно 2-й опоры (сечение вала 4 по схеме):
Rx1 = ((-Fx2 * (L2 + L3)) – Fx3 * L3) / (L1 + L2 + L3)
= ((-1625,715 * (55 + 65)) – (-634,16) * 65) / (75 + 55 + 65)
= -789,053 H
Ry1 = ((-Fy2 * (L2 + L3)) – Fy3 * L3) / (L1 + L2 + L3)
= ((-4466,616 * (55 + 65)) – 1742,34 * 65) / (75 + 55 + 65)
= -3329,467 H
Из условия равенства суммы сил относительно осей X и Y:
Rx4 = (-Rx1) – Fx2 – Fx3
= (– (-789,053)) – 1625,715 – (-634,16)
= -202,502 H
Ry4 = (-Ry1) – Fy2 – Fy3
= (– (-3329,467)) – 4466,616 – 1742,34
= -2879,489 H
Суммарные реакции опор:
R1 = (Rx12 + Ry12) 1/2 = (-789,0532 + -3329,4672) 1/2 = 3421,689 H;
R4 = (Rx42 + Ry42) 1/2 = (-202,5022 + -2879,4892) 1/2 = 2886,601 H;
Силы, действующие на вал и углы контактов элементов передач:
Fx3 = -1625,715 H
Fy3 = -4466,616 H
Из условия равенства суммы моментов сил относительно 2-й опоры (сечение вала 4 по схеме):
Rx2 = (-Fx3 * L3) / (L2 + L3)
= (– (-1625,715) * 120) / (75 + 120)
= 1000,44 H
Ry2 = (-Fy3 * L3) / (L2 + L3)
= (– (-4466,616) * 120) / (75 + 120)
= 2748,687 H
Из условия равенства суммы сил относительно осей X и Y:
Rx4 = (-Rx2) – Fx3
= (-1000,44) – (-1625,715)
= 625,275 H
Ry4 = (-Ry2) – Fy3
= (-2748,687) – (-4466,616)
= 1717,929 H
Суммарные реакции опор:
R2 = (Rx22 + Ry22) 1/2 = (1000,442 + 2748,6872) 1/2 = 2925,091 H;
R4 = (Rx42 + Ry42) 1/2 = (625,2752 + 1717,9292) 1/2 = 1828,182 H;
Радиальная сила действующая на вал со стороны муфты равна (см. раздел пояснительной записки «Выбор муфт»):
Fмуфт. = 2160 Н.
Из условия равенства суммы моментов сил относительно 2-й опоры (сечение вала 4 по схеме):
R2муфт. = – (Fмуфт. * (L1 + L2 + L3)) / (L2 + L3)
= – (2160 * (130 + 75 + 120)) / (75 + 120)
= -3600 H
Из условия равенства суммы сил нулю:
R4муфт. = – Fмуфт. + R1
= – 2160 + 3600
= 1440 H
1 сечение
Mx = 0 Н · мм
My = 0 Н · мм
Mмуфт. = 0 Н · мм
M = (Mx12 + My12) 1/2 + Mмуфт. = (02 + 02) 1/2 + 0 = 0 H · мм
2 сечение
Mx = Ry1 * L1 =
580,78 * 130 = 75501,4 H · мм
My = Rx1 * L1 =
(-211,387) * 130 = -27480,267 H · мм
Mмуфт. = R1 · L1 =
324,923 * 130 = 42239,99 H · мм
M = (Mx12 + My12) 1/2 + Mмуфт.= (75501,42 + -27480,2672) 1/2 + 42239,99 = 122586,903 H · мм
3 сечение
Mx = 0 Н · мм
My = 0 Н · мм
Mмуфт.= R1 · (L1 + L2) =
324,923 * (130 + 65) = 63359,985 H · мм
M = (Mx12 + My12) 1/2 + Mмуфт.= (02 + 02) 1/2 + 63359,985 = 63359,985 H · мм
4 сечение
Mx = 0 Н · мм
My = 0 Н · мм
Mмуфт.= R1 · (L1 + L2 + L3) – R2 · L3 =
324,923 * (130 + 65 + 120) – 852,923 * 120 = 0 H · мм
M = (Mx12 + My12) 1/2 + Mмуфт.= (02 + 02) 1/2 + 0 = 0 H · мм
1 сечение
Mx = 0 Н · мм
My = 0 Н · мм
M = (Mx12 + My12) 1/2 = (02 + 02) 1/2 = 0 H · мм
2 сечение
Mx = Ry1 * L1 =