10 Підбирання шпонок і перевірний розрахунок шпонкових з'єднань

Швидкохідний вал

Для консольної частини вала при d_в1 = 28мм за таблицею [дод.28] добираємо призматичну шпонку b×h = 8×7 мм. довжину шпонки беремо з ряду стандартних довжин так, щоб вона була меншою від довжини посадочного місця вала l₁ = 49 мм на 3…10 мм була в межах граничних розмірів шпонок. Приймаємо l = 44 мм – довжина шпонки з заокругленими торцями.

Розрахункова довжина шпонки:

(10.1)

мм;

Допустимі напруження зминання, коли передбачають посадку пів муфти, виготовленої з сталі, МПа.

Обчислюємо розрахункове напруження зминання:

(10.2)

Па .

Отже приймаємо шпонку 8×7×44 ГОСТ 23360-78.

Тихохідний вал

Для вихідного кінця вала при d_в2 = 48 мм за таблицею [дод.28] добираємо призматичну шпонку b×h = 14×9 мм. довжину шпонки беремо з ряду стандартних довжин так, щоб вона була меншою від довжини посадочного місця вала l₂ = 84 мм на 3…10 мм і була в межах граничних розмірів шпонок. Приймаємо l = 79 мм – довжина шпонки з заокругленими торцями.

Розрахункова довжина шпонки:

(10.3)

мм;

Обчислюємо розрахункове напруження зминання:

(10.4)

Па .

Отже приймаємо шпонку 14×9×79 ГОСТ 23360-78.

Для вала під маточину зубчастого колеса при мм за таблицею [дод.28] добираємо призматичну шпонку b×h = 18×11 мм. Довжину шпонки беремо з ряду стандартних довжин так, щоб вона була меншою від довжини посадочного місця маточини мм на 3…10 мм і була в межах граничних розмірів шпонок. Приймаємо l = 85 мм – довжина шпонки з заокругленими торцями.

Розрахункова довжина шпонки:

(10.5)

мм;

Обчислюємо розрахункове напруження зминання:

(10.6)

Па .

Отже приймаємо шпонку 18×11×60 ГОСТ 23360-78.

11 Добирання шпонок

Підшипники кочення добираємо за таблицями стандарту залежно від розміру та діючих на підшипники навантажень; діаметра цапфи, на яку насаджують підшипник; характеру навантаження; кутової швидкості обертового кільця підшипника; бажаного строку служби та найменшої вартості.

Швидкохідний вал

Визначаємо навантаження, що діють в підшипниках:

Осьова сила:

Н;

Радіальна сила:

(11.1)

Н;

(11.2)

Н.

Оскільки , то підшипники добираємо за опорою В, як найбільш навантаженою.

Вибираємо тип підшипника. Оскільки ( )·100% = (697,6/1400,6)/100 = 49,8% > 20…25 %, то приймаємо радіально-упорні конічні роликопідшипники.

Визначаємо осьові складові реакцій конічних роликопідшипників при е = 0,319, [дод.24] для середньої серії при d = 35мм:

(11.3)

Н

(11.4)

Н.

За [дод. 34] знаходимо сумарні осьові навантаження: оскільки , Н, то

Н і Н (розрахункове)

Обчислюємо потрібну динамічну вантажопідйомність підшипника:

(11.5)

Призначаємо довговічність підшипника та визначаємо коефіцієнти, що входять до формули 11.5. Для підшипників редукторів рекомендується год, приймаємо год; V = 1, оскільки обертається внутрішнє кільце, [дод.25]; при помірних поштовхах, [дод.27]; , [дод.26].

При за [дод.24] приймаємо Х = 0,4; Y= 1,881; частота обертання швидкохідного вала хв.^-1; для роликових підшипників .

Отже:

кН

Отже за [дод.24] остаточно приймаємо конічний роликопідшипник 7305 середньої серії, для якого d =35мм, D = 80мм, , С =47,2 кН, п_гран > 3,15∙10³ хв^-1.

Тихохідний вал

Визначаємо навантаження, що діють в підшипниках:

Осьова сила:

Н;

Радіальна сила:

(11.6)

Н;

(11.7)

Н.

Оскільки , то підшипники добираємо за опорою В, як найбільш навантаженою.

Вибираємо тип підшипника. Оскільки ( )·100% = (697,6/2812,2)·100 = 24,8% > 20…25 %, то приймаємо радіально-упорні конічні роликопідшипники.

Визначаємо осьові складові реакцій конічних роликопідшипників при е = 0,411, [дод.24] для легкої серії при d = 55 мм:

(11.8)

Н

(11.9)

Н.

За [дод. 34] знаходимо сумарні осьові навантаження:

оскільки , Н, то

Н і Н (розрахункове)

Обчислюємо потрібну динамічну вантажопідйомність підшипника:

(11.10)

Призначаємо довговічність підшипника та визначаємо коефіцієнти, що входять до формули 11.10. Для підшипників редукторів рекомендується год , приймаємо год; V = 1, оскільки обертається внутрішнє кільце, [дод.25]; при помірних поштовхах, [дод.27]; , [дод.26].

При за [дод.24] приймаємо Х = 0,4; Y= 1,459; частота обертання тихохідного вала хв^-1; для роликових підшипників .

Отже:

кН

За [дод.24] остаточно приймаємо конічний роликопідшипник 7209 легкої серії, для якого d =55мм, D = 100мм, T_max =23,0мм, С =56,8 кН, п_гран > 3,15∙10³ хв^-1.

Оскільки добуте значення <<С, то таке значення слід розглядати , як недолік вибору підшипника. Коли є повний довідник на підшипники кочення, враховуючи довговічність, необхідно призначити підшипник особливо легкої або надлегкої серії..