8 Проверка шпоночных соединений на прочность

Для закрепления на валах зубчатых колес и муфт , применены призматические шпонки, выполненные по ГОСТ 23360 /СТ СЭВ 189-75/. Материал шпонок - чистотянутая сталь 45 для шпонок с пределом прочности .

Так как высота и ширина призматических шпонок выбираются по стандартам, расчет сводится к проверке размеров по допускаемым напряжениям при принятой длине или на основании допускаемых напряжений находится ее длина.

Рабочая длина шпонки определяется по формуле:

(48)

где - крутящий момент на валу, Н∙м;

- допускаемое напряжение смятия при стальной ступице

- диаметр вала, мм

- высота шпонки, мм

- длина шпонки, мм

- ширина шпонки, мм

8.1 Шпонка под звездочку ведомую цепной передачи на быстроходном валу

Выбираем шпонку для диаметра с крутящим моментом , для которой , , .

.

Принимаем: Шпонка ГОСТ 23360-78

8.2 Шпонка под колесо ведомое на валу тихоходном

Выбираем шпонку для диаметра с крутящим моментом , для которой , , . Определяем минимальную длину:

.

Принимаем: Шпонка ГОСТ 23360-78

8.3 Шпонка под колесо зубчатой открытой передачи на тихоходном валу

Выбираем шпонку для диаметра с крутящим моментом , для которой , , . Определяем минимальную длину:

.

Принимаем: Шпонка ГОСТ 23360-78

9 Расчет валов на сопротивление усталости

9.1 Потенциально слабым сечением вала является сечение в месте подшипника месте расположения шпоночного паза.

9.2 Суммарный изгибающий момент

9.3 Подбор шпонки

По выбранному сечению принимаем шпонку призматическую с

Размерами 12х8х35 ГОСТ 23360-78.

; .

9.4 Определим осевой и полярный моменты сопротивления в сечении в учетом шпоночного паза

(49)

(50)

9.5 Определим напряжения изгиба в сечении

; (51)

9.6 Определяем напряжения кручения в сечении

(52)

9.7 Определяем коэффициенты снижения выносливости в сечении.

Зубчатое колесо напрессовано на вал и шпонку по посадке с гарантированным натягом; определим коэффициент нормальных напряжений.

и - масштабные факторы;

; (53)

- коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности при высоте микронеровностей; =0,92.

9.8 Определяем коэффициент запаса усталостной прочности по нормальным напряжениям изгиба

(54)

9.9 Определяем коэффициент запаса усталостной прочности по касательным напряжениям кручения

(55)

- коэффициент, характеризующий чувствительность материала вала к ассиметрии цикла измерения напряжений;

9.10 Определяем суммарный коэффициент запаса усталостной прочности в сечении вала

; (56)

где - требуемый коэффициент запаса усталостной прочности;

Расчетный коэффициент запаса прочности в пределах нормы, следовательно выбранная конструкция вала подходит.

10 Выбор посадок

10.1 Единая система допусков и посадок – ЕСДП регламентирована стандартами СЭВ и в основном соответствует требованиям Международной организации по стандартизации – ИСО.

Посадки основных деталей передач.

- зубчатые колеса и зубчатые муфты на валы;

- зубчатые колеса при частом демонтаже;

- стаканы под подшипники качения в корпус; распорные втулки;

- распорные кольца; сальники.

Отклонение вала k6 – внутренние кольца подшипников на валы.

Отклонение отверстия H7 – наружные кольца подшипников качения в корпусе. Для подшипников качения указаны отклонения валов и отверстий, а не обозначение полей допусков соединений, потому что подшипники являются готовыми изделиями, идущими на сборку без дополнительной обработки.

10.2 Назначение параметров шероховатости поверхностей деталей машин.

- Поверхности отверстий из-под сверла, зенковок, фасок. Нерабочие поверхности. Посадочные нетрущиеся поверхности изделий не выше 12-го квалитета.

- Точно прилегающие поверхности. Отверстия после черновой развертки. Поверхности под шабрение. Посадочные нетрущиеся поверхности изделий не выше 8-го квалитета.

- Отверстия в неподвижных соединениях всех квалитетов точности. Отверстия в трущихся соединениях 11-го и 12-го квалитетов. Боковые поверхности зубьев зубчатых колес 8-й и 9-й степени точности.

- Отверстия в трущихся соединениях 6-8-го квалитетов. Отверстия под подшипники качения. Поверхности валов в трущихся соединениях 11-го и 12-го квалитетов. Боковые поверхности зубьев зубчатых колес 7-й степени точности.

- Поверхности валов в трущихся соединениях 6-го и 7-го квалитетов. Боковые поверхности зубьев зубчатых колес 7-й и 6-й степеней точности.

- Поверхности валов в трущихся соединениях 6-го и 7-го квалитетов. Боковые поверхности зубьев зубчатых колес 7-й и 6-й степеней

точности для более ответственных поверхностей. Поверхности валов под подшипники качения.

11 Смазка и сборка редуктора

11.1 Сборка редуктора

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора, начиная с узлов валов:

- на быстроходный вал насаживают маслоудерживающие кольца и подшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100С.

- в тихоходный вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо, а затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают подшипники, нагретые предварительно в масле.

Сборку редуктора производят в соответствии со сборочным чертежом.

Для обеспечения допуска расположения и формы посадочных отверстий под подшипники, при изготовлении крышку быстроходной ступени устанавливают на штифты и производят расточку посадочных отверстий под подшипники. Аналогично поступают при установке крышки редуктора.

Сборка редуктора осуществляется в следующей последовательности: на быстроходном валу с левой и правой стороны насаживаем мазеудерживающие кольца, подшипники. Устанавливаем собранный вал в посадочные места корпуса редуктора и закрываем выходные концы валов крышками, затем с помощью шпоночного соединения закрепляем шкив.

Сборку тихоходного вала выполняют следующим образом: закрепляют зубчатые колесо, с левой и правой стороны насаживаем мазеудерживающие кольца, подшипники, всё это устанавливается в посадочные места редуктора, и концы валов закрываем крышками. Затем с помощью шпоночного соединения закрепляем полумуфту.

Закрываем собранный редуктор крышкой, центрирование которой осуществляем при помощи двух штифтов. В соответствующие отверстия устанавливаем болты, на них навинчиваем гайки и затягиваем их.

Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой; закрепляют крышку болтами. Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями. Для транспортировки редуктор отсоединяют от электродвигателя, снимая муфту. Затем с помощью подъемника транспортируют в нужное место. При этом обязательно нужно пользоваться (во избежание несчастных случаев) предусмотренными для этого в крышке редуктора транспортировочными отверстиями.