6.3 Проверка шпонки на тихоходном валу

Шпоночное соединение находиться на диаметре вала, где устанавливается колесо косозубой передачи.

Исходные данные:

Диаметр вала

Момент на валу

Размеры шпонки:

Длина

Толщина

Высота

Рабочая длина шпонки

Глубина шпоночного паза

Работоспособность шпонки обеспечена.

Принимаем по ГОСТ 23360-78 шпонку 22 х 14 х 63

Шпоночное на выходном конце вала.

Исходные данные:

Диаметр вала

Момент на валу

Размеры шпонки:

Длина

Толщина

Высота

Рабочая длина шпонки

Глубина шпоночного паза

Работоспособность шпонки обеспечена.

Принимаем по ГОСТ 23360-78 шпонку 18 х 11 х 63

7 Проверочный расчет промежуточного вала на усталостною прочность

Исходные данные:

Момент = 69200 Н/мм

Обороты = 266,7 об/мин

Делительный диаметр шестерни прямозубой передачи = 136мм

Делительный диаметр колеса косозубой передачи = 177,37мм

Угол наклона зубьев =

Определяем окружную силу, действующую на вал в месте, где устанавливается колесо прямозубой передачи:

(63)

Определяем радиальную силу, действующую на вал в месте, где устанавливается колесо прямозубой передачи:

(64)

Определяем окружную силу, действующую на вал в месте, где находиться шестерня косозубой передачи:

(65)

Определяем радиальную силу, действующую на вал в месте, где находиться шестерня косозубой передачи:

(66)

Осевая сила, действующая на вал:

(67)

Определение сил реакции в плоскостях

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

Суммарные реакции в опорах:

(73)

Строим эпюры изгибающих моментов в двух плоскостях:

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

Строим эпюру крутящего момента равного

Выбираем материал вала:

Так как особых требований к валу не предъявляем, назначаем сталь марки Сталь 45

Предел прочности

Пределы выносливости

Коэффициент чувствительности к асимметрии цикла

Так как особых требований к валу не предъявляем, назначаем сталь марки Сталь 45

Предел прочности

Пределы выносливости

Коэффициент чувствительности к асимметрии цикла

Наиболее опасное сечение: это диаметр, на котором крепится косозубая шестерня , он ослаблен шпоночным пазом с размерами.

Ширина шпоночного паза:

Длина шпоночного паза:

Глубина шпоночного вала:

Суммарный момент

где: - момент сопротивление на изгиб

(74)

(75)

где- момент сопротивления сечения на кручение

(76)

Запас прочности на изгиб и на кручение:

(77)

(78)

где - масштабный фактор и фактор качества поверхности

- коэффициенты чувствительности материала к ассиметрии

Коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении:

Работоспособность из условия усталостной прочности обеспечена.

8 Расчет подшипников

8.1 Расчет подшипников на быстроходном валу

окружная сила:

радиальная сила:

(79)

Консольная сила:

(80)

Определение сил реакции в плоскости ZOY

Проверка:

Определение сил реакций в плоскости XOY:

Проверка:

Суммарные реакции в опорах:

Осевая сила:

Диаметр вала под подшипник:

Частота вращения вала:

Долговечность:

В связи с отсутствием дополнительных требований к жесткости опор выбираем подшипник радиальный однорядный средней серии: 309 ГОСТ 8338-75.

Данные подшипника:

№ подшипника	d,мм	D, мм	B,мм	Сr кН	Сr0 кН
309	45	100	25	52,7	30

В связи с тем, что опоры нагружены не равномерно, основные расчеты делаем для наиболее нагруженного подшипника, установленного в опоре В.

Проверяем подшипник на долговечность по формуле:

где: - коэффициент, характеризующий совместное влияние качества металла деталей и условия эксплуатации, для шарикоподшипников работающих в обычных условиях применения подшипников;

- эквивалентная динамическая нагрузка;

- показатель степени, для шариковых подшипников

Эквивалентная динамическая нагрузка определяется по формуле:

где: - коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца подшипника относительно направления нагрузки

- коэффициент осевой нагрузки;

- коэффициент радиальной нагрузки.

- постоянная по величине и направлению радиальная нагрузка, Н

- постоянная по величине и направлению осевая нагрузка, Н

- коэффициент безопасности;

- температурный коэффициент.

Коэффициент безопасности при долговечности. Принимаем равным 1,2.

Так как мы собираемся использовать средневязкое масло Индустриальное И-12А ГОСТ 20799-75 с температурой работоспособности до 165 С.

То приведенная нагрузка

Отсюда номинальная долговечность

Выбранный подшипник удовлетворяет заданный ресурс редуктора.

Проверим подшипник легкой серии : 209 ГОСТ 8338-75.

№ подшипника	d,мм	D, мм	B,мм	Сr кН	Сr0 кН
209	45	85	17	33,2	18,6

Окончательно принимаем подшипник легкой серии №207