9Конструирование шпоночных соединений.

Шпоночные соединения предназначаются для передачи крутящего момента от вала к ступице или наоборот.

В зависимости от конструкции шпонки делят на призматические, сегментные, клиновые, тангенциальные и специальные. Наибольшее применение в машиностроении находят призматические шпонки ГОСТ 23360-78.

Шпонки подбирают в зависимости от диаметра вала и проверяют на прочность по напряжениям смятия и на срез.

Проверка на прочность по напряжениям смятия рассчитывается как:

где Т – крутящий момент;

d – диаметр вала;

h – высота шпонки;

– заглубление шпонки в вал;

l – рабочая длина шпонки;

– допускаемое напряжение смятия.

Проверка на смятие рассчитывается как:

где

b – ширина шпонки;

– допускаемое напряжение среза.

Рис. 9.1 Шпоночное соединение

Параметры призматических шпонок для валов привода представлены в таблице 9.1.

Таблица 9.1

Параметры призматических шпонок для валов привода

Диаметр вала, мм	Крутящий момент, Нм	Обозначение шпонки	, мм	, МПа	, МПа	, МПа	, МПа
20	37		3.5	38		16
22	79		4	89		33
28	37		4	37		14
28	297		4	272		102
32	79		5	55		16
38	297		5	149		45

Если шпонка не удовлетворяет условиям прочности, то необходимо ставить две шпонки. Если две не удовлетворяют, то ставят три шпонки под углом . Если не удовлетворяют три шпонки, то переходят к шлицевым соединениям.

Таким образом, в нашем случаи на тихоходном валу ставится по две шпонки для колеса цилиндрической передачи и колеса цепной передачи. А для остальных участков ставится по одной шпонке.

10 Конструирование корпустных деталей и крышек.

Корпус необходимо изготовить с помощью литья из серого чугуна марки СЧ15

Рисунок 7.1 Корпус редуктора.

Толщину стенки, отвечающую требованиям технологии литья и необходимой жесткости корпуса редуктора рекомендуется определять по формулам:

Принимаем толщину стенки корпуса редуктора 10 мм.

Толщина верхнего пояса фланца корпуса

Толщина нижнего пояса корпуса

принимаем

Толщина ребер основного корпуса

Толщина ребер крышки

Диаметр фундаментальных болтов

Диаметр болтов у подшипников

Диаметр соединяющих основания корпуса

Подшипники закрываем глухими и сквозными крышками.

1 Расчет фундаментных болтов.

Диаметр и число болтов выбирают по рекомендациям при конструировании корпусов редукторов. Координаты болтов уточняются при разработке конструкции редуктора. В этом случае болтовое соединение включает группу неравномерно нагруженных болтов, установленных с зазором. При расчете определяется нагрузка наиболее загруженного болта, и все остальные болты данной группы принимают такими же.

Данный редуктор нагружен крутящими моментами на быстроходном и тихоходном валах. Из условия равновесия внешнего опрокидывающего момента и моментов от затяжки болтов относительно линии X-X можно определить нагрузку на наиболее нагруженный болт:

где – внешний опрокидывающий момент;

– момент на быстроходном валу;

– момент на тихоходном валу;

– момент от силы тяжести редуктора;

– для двухступенчатого редуктора;

– сила тяжести редуктора;

– координаты установки болтов по длине редуктора.

В двухступенчатом редукторе моменты направлены в противоположные стороны, поэтому момент на быстроходном валу берут со знаком минус. Поскольку момент для легких и средних редукторов не оказывает существенного влияния на , то им можно пренебречь.

Определяем расчетное осевое усилие:

где – коэффициент запаса плотности стыка;

x=0.09 – коэффициент внешней нагрузки.

При выбранном заранее диаметре болта проверяем его прочность:

где – внутренний диаметр резьбы выбранного болта;

– допускаемое напряжение растяжения для болта.