6.8. Проверочный расчет шпонок.

• Проверка шпонок на смятие.

Выбранные ранее шпонки проверим на смятие рабочих поверхностей.

Расчет сводится к выполнению условия σ_см ≤ [σ_см],

где [σ_см] – допустимые напряжения смятия.

Если ступица стальная, то [σ_см] = 100…150 Мпа;

если ступица чугунная - [σ_см] = 60…90 Мпа.

Меньшие значения допускаемых напряжений принимают при передаче неравномерных или ударных нагрузок.

Напряжение смятия найдем по формуле:

,

где - окружная сила,

Т – передаваемый крутящий момент,

d – диаметр вала,

- расчетная площадь смятия паза в ступице,

h – высота шпонки,

t₁ – глубина паза вала,

l_p – расчетная длина шпонки (для призматических шпонок со скругленными концами , где - стандартная длина шпонки; b – ширина шпонки).

Параметры шпонок представлены в Приложении 12.

В нашем случае для шпонки на выходном конце вала под муфтой:

Материал муфты – чугун.

Шпонка не проходит по напряжениям смятия рабочих поверхностей, поэтому установим вторую шпонку под углом 180˚, тогда крутящий момент может быть уменьшен в 1,5 раза.

Шпонка под ступицей зубчатого колеса.

Материал колеса – сталь.

.

Таким образом, выбранные ранее шпонки подходят по напряжениям смятия.

• Проверка шпонок на срез.

Напряжения среза найдем по формуле:

,

где - площадь среза шпонки,

b – ширина шпонки,

l – стандартная длина шпонки,

[τ_ср] – допускаемое напряжение среза,

[τ_ср] = 60…100 МПа (меньшие значения принимают при неравномерной или ударной нагрузке).

Шпонка на выходном конце вала под муфтой.

Шпонка под ступицей зубчатого колеса.

Следовательно, выбранные ранее шпонки подходят по напряжениям среза.

6.9. Выбор и расчет муфт.

С целью компенсации радиальных, осевых и угловых смещений валов при эксплуатации привода, тихоходный вал редуктора и вал шестерни открытой зубчатой передачи соединены зубчатой муфтой (М3), типоразмер которой выбираем по диаметру вала редуктора с учетом ограничения:

,

где К – коэффициент режима работы;

Т_ном - номинальный длительно действующий момент (Т₂) _.

К = 1,1…1,4 – при спокойной работе и небольших разгоняемых массах (приводы конвейеров, испытательных установок);

К = 1,5…2,0 – при переменной нагрузки и средних разгоняемых массах (поршневые компрессоры, мельницы, металлорежущие станки);

К = 2,5…4,0 – при ударной нагрузке и больших разгоняемых массах (молоты, прокатные станы).

Параметры муфты МЗ представлены в Приложении 11.

В нашем случае, при диаметре d = 40 мм выбираем по ГОСТ 5006-66 муфту МЗ с , так как при Т₂ = 453,7 Нм, К = 1,5 получим: . Следовательно, прочность муфты обеспечена.

Для соединения вала электродвигателя с быстроходным валом редуктора используем упругую втулочно-пальцевую муфту (МУВП), типоразмер которой выбираем по величине наибольшего диаметра соединяемых валов с учетом ограничения Т_кр < [Т_кр], где Т_кр – крутящий момент на валу (Т₁);

[Т_кр] – табличное значение крутящего момента для выбранной муфты.

Параметры муфты МУВП представлены в Приложении 10.

В нашем случае при диаметре d = 40 мм выбираем по ГОСТ 21424-75 муфту МУВП с > Т₁ = 119,42Нм.

Поскольку в данном случае применяется стандартная муфта, проверку на смятие ее упругого элемента и пальцев на изгиб не производим.