5 Подбор шпонок и проверочный расчет шпоночных соединений

Шпонки подбираем по таблицам ГОСТа в зависимости от диаметра вала и проверяем расчетом на смятие.

5.1 Быстроходный вал

Для консольной части вала при по таблице /2, c. 385/ подбираем призматическую шпонку мм. Длину шпонки принимаем из ряда стандартных длин так, чтобы она была меньше длины посадочного места вала на и находилась в границах предельных размеров длин шпонок. Принимаем – длина шпонки со скругленными торцами. Расчетная длина шпонки

Допускаемые напряжения смятия в предположении посадки полумуфты, изготовленной из стали, .

Вычисляем расчетное напряжение смятия /2, c. 234/:

.

Итак, принимаем шпонку (СТ СЭВ 189–75).

5.2 Тихоходный вал

5.2.1 Для выходного конца вала при по таблице /2, c. 385/ принимаем призматическую шпонку мм. При из ряда стандартных длин /2, c. 385/ принимаем для шпонки со скругленными торцами . Расчетная длина шпонки

Расчетное напряжение смятия

.

Значение этого напряжения лежит в допустимых пределах даже в случае посадки на вал чугунной ступицы, при которой . Следовательно, принимаем шпонку (СТ СЭВ 189–75).

5.2.2 Для вала под ступицу зубчатого колеса при по таблице /2, c. 385/ принимаем призматическую шпонку мм. Так как , то следует принять длину призматической шпонки со скругленными торцами . Расчетная длина шпонки

Расчетное напряжение смятия

Следовательно под ступицу колеса принимаем шпонку (СТ СЭВ 189–75).

6 Подбор подшипников

Подшипники качения подбираем по таблицам ГОСТа в зависимости от размера и направления действующих на подшипник нагрузок; диаметра цапфы, на которую насаживается подшипник; характера нагрузки; угловой скорости вращающегося кольца подшипника; желательного срока службы подшипника и его наименьшей стоимости.

6.1 Быстроходный вал

1) Определяем нагрузки, действующие на подшипники:

– осевая сила

– радиальная сила

Так как то подбор подшипников ведем по опоре В, как наиболее нагруженной;

2) выбираем тип подшипника. Так как то принимаем радиально-упорные конические роликоподшипники;

3) определяем осевые составляющие реакций конических роликоподшипников при /2, c. 381/ для средней серии при :

;

4) по таблице /2, c. 215/ находим суммарные осевые нагрузки, так как и ,то

(расчетное);

5) назначаем долговечность подшипника и определяем значения коэффициентов в формуле

(9)

гдеХ – коэффициент радиальной нагрузки;

V – коэффициент вращения, /2, c. 383/;

– фактическая радиальная нагрузка подшипника, Н;

Y– коэффициент осевой нагрузки;

– осевая нагрузка подшипника, Н;

– коэффициент безопасности, зависящий от типа механизма, в котором подшипник установлен, и характера действующей на него нагрузки, /2, c. 383/;

– температурный коэффициент, зависящий от температуры подшипника, /2, с. 383/;

n – частота вращения, об/мин;

– желаемая или требуемая долговечность подшипника, ч;

α – величина, зависящая от форму кривой контактной усталости, для роликовых подшипников .

Для подшипников редукторов рекомендуется ч, принимаем ч; , так как вращается внутреннее кольцо; при умеренных толчках; .

При по /2, c. 381/ принимаем и ; частота вращения быстроходного вала об/мин; /2, c. 214/;

6) по формуле (9) вычислим требуемую динамическую грузоподъемность подшипника:

По таблице /2, c. 381/ окончательно примем конический роликоподшипник 7307 средней серии, для которого , , , , при жидком смазочном материале.

Так как С значительно больше , то долговечность назначенного подшипника существенно выше требуемой.

6.2 Тихоходный вал

1) Определяем нагрузки, действующие на подшипники:

– осевая сила

– радиальная сила

Так как то подбор подшипников ведем по опоре А, как наиболее нагруженной;

2) выбираем тип подшипника. Так как то допускается применение радиально-упорных шарикоподшипников. Но, чтобы не повышать уровень риска, принимаем радиально-упорные конические роликоподшипники;

3) определяем осевые составляющие реакций по /2, c. 214/ при /2, c. 381/ для легкой серии при :

4) по таблице /2, c. 215/ находим суммарные осевые нагрузки, так как и , то

;

5) при по /2, c. 381/ принимаем и , , принимаем =12⁰; частота вращения тихоходного вала об/мин;

6) требуемую динамическую грузоподъемность подшипника вычислим по формуле (9) при ч; ; ; :

;

7. по таблице /2, c. 381/ окончательно примем конический роликоподшипник 7211 легкой серии, для которого , , , , при жидком смазочном материале.

Так как С>>С_тр, то долговечность назначенного подшипника существенно выше требуемой.