13. Выбор шпонок и проверка их на прочность

В соответствии с заданием на курсовой проект в конструкции редуктора применено три шпоночных соединения: зубчатое колесо - вал и выходные участ­ки быстроходного и тихоходного валов для крепления шкива клиноременной передачи и полумуфты.

Выбор сечения шпонки осуществляется по диаметру вала d. Длина шпонки выбирается на 5...10 мм короче длины ступицы сопрягаемой с валом детали из стандартного ряда. Выбранная шпонка проверяется на смятие по условию проч­ности

σ_см< [σ_см]. (13.1)

где σ_см - расчетное напряжение смятия, МПа, определяемое по формуле

σ_см = 2·T_i / d·(h-t₁ )·l_р , (13.2)

где T_i - вращающий момент передаваемый валом, Н·мм, h, b, t₁- размеры соединения, мм;

1_Р - расчетная длина шпонки, мм, которая для призматической шпонки с закругленными торцами равна

l_р= l – b , (13.3)

[σ_см] - допускаемое напряжение смятия, которое для стальной ступи­цы равно 80...120МПа.

Проверка на прочность шпонки под зубчатым колесом. Для диаметра тихо­ходного вала под колесом d_K = 70 мм выбираем сечение шпонки b х h= =20х12мм. Глубина шпоночного паза в тихоходном валу редуктора t₁ =7,5мм. Длина шпонки согласовывается с длиной ступицы колеса, которая равна 80 мм. Выбираем дли­ну шпонки l = 60 мм. Тогда 1_р = 60 - 20 = 40 мм. Проверим выбранную шпонку на смятие.

σ_см = 2·731200 / 70·(12 -7,5 )·40 = 116 МПа.

Видим, что действительное напряжение смятия почти равно верхнему пределу [σ_см] допускаемого. Поэтому необходимо устанавливать две шпонки.

Проверка на прочность шпонки под полумуфту. Для диаметра вала d_в=60 мм выбираем сечение шпонки b х h =16х 10 мм. Глубина шпоночного паза в валу ре­дуктора t₁=6 мм. Длина шпонки согласовывается с длиной ступицы полумуфты, которая равна 80 мм. Выбираем длину шпонки l = 70 мм. Тогда 1_р=70-16 = 54мм.Проверим выбранную шпонку на смятие.

σ_см = 2·731200 / 60·(10 -6)·54 = 112,8 МПа.

Видим, что действительное напряжение смятия почти равно верхнему пределу допускаемого. Поэтому необходимо устанавливать две шпонки.

Проверка на прочность шпонки под шкивом. Для диаметра вала d_в=38 мм выбираем сечение шпонки b х h =10х 8 мм. Глубина шпоночного паза в валу ре­дуктора t₁=5 мм. Длина шпонки согласовывается с длиной ступицы полумуфты, которая равна 75 мм. Выбираем длину шпонки l = 60 мм. Тогда 1_р=

= 60 –10 = 50мм.Проверим выбранную шпонку на смятие.

σ_см = 2·152300 / 40·(8 -5)·50 = 50,8 МПа.

Видим, что действительное напряжение смятия меньше допускаемого.

14. Выбор зубчатой муфты

Для передачи крутящего момента с вала ре­дуктора на вал рабочей машины устанавливаем муфту зубчатую по ГОСТ 5006-94 (ри­сунок 11).

Критериями выбора муфты являются диаметры соединяемых валов d_B2 и передаваемый момент Т_р:

d_B2= 60мм, Т₃= 3150 Н м.

Т_р =Т₃ · К₁ · К₂ =3150·1,5·1,25 = 5906 Н·м

где Т₃ - вращающий момент на валу колеса, Н м;

К₁ - коэффициент ответственности передачи, К₁=1,5;

К₂ - коэффициент режима работы передачи, К₂=1,25.

Для данных условий выбираем зубчатую муфту МЗ ГОСТ 5006-94. (размеры D =220 мм, L =170мм, l =85 мм).

Рис.11. Зубчатая муфта: 1, 2 – полумуфты с наружными зубьями;

3, 4 – обоймы; 5 – болты; 6 –от­верстие для подвода смазки