Проверочный расчет шпонок

Проверочный расчёт вала

Для определения реакций в опорах вначале необходимо построить схему нагружения валов редуктора.

Рассмотрим ведомый вал.

На рисунке 9.1 изображена расчетная схема ведомого вала.

Силы, которые действуют на вал:

F_t2= 3410Н – окружная сила на зубчатом колесе;

F_r2=1240 Н –радиальная сила;

F_В= 4672 Н – сила действующая на вал со стороны звёздочки.

Расстояния от точек приложения сил к валу и расстояния точек реакций опор:

По правилам сопротивления материалов, рассматривая вал как балку, лежащую на шарнирно-подвижных опорах и нагруженную сосредоточенными силами, определяют реакции в опорах в горизонтальной плоскости и строят эпюры изгибающих моментов.

Вертикальная плоскость:

=-2140 H

Проверка:

0=0

Строим эпюру для вертикальной плоскости (рисунок 9.1).

Горизонтальная плоскость:

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

КП 21 ПЗ

Строим эпюру для горизонтальной плоскости (рисунок 9.1).

Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях вала [1] с. 139:

(9.1)

Определяем суммарные радиальные реакции опор вала [1] с. 139:

(9.2)

Проверочный расчет подшипников

Существует два вида расчетов подшипников качения:

1. По статической грузоподъемности для предотвращения пластических деформаций тел и дорожек качения. Расчет выполняют при частоте вращения n<1 мин^-1;

2. По динамической грузоподъемности для предотвращения усталостного контактного выкрашивания тел и дорожек качения. Расчет выполняется при n>1 мин^-1.

Расчет будем проводить для подшипников ведомого вала 311 ГОСТ 333–79.

Коэффициенты радиальной и осевой нагрузок равны X= 1 и Y=0.

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку по формуле [1] с. 141:

(9.5)

где К_σ – коэффициент безопасности: при спокойной нагрузке К_σ = 1;

К_Т – температурный коэффициент: при температуре подшипника менее 100 °С К_Т = 1.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

КП 21 ПЗ

Рисунок 9.1—Схема нагружения выходного вала

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

КП 21 ПЗ

По таблице 11.2 [1] определяем коэффициент γ:

γ=4,2.

Вычисляем требуемую динамическую грузоподъемность подшипников по формуле [1] с. 145:

(9.6)

Подшипники пригодны для установки на данном валу.

 

Проверочный расчет шпонок

 

На рисунке 7.4 (раздел 7, с.3) показана схема шпоночного соединения.

В таблице 9.1 указаны размеры шпоночных соединений.

Таблица 9.1 – Размеры шпоночных соединений

Диаметр вала	Сечение шпонки	Глубина паза
b	h	t1	t2
			5,0	3,3

 

После определения размеров шпонки производим проверочный расчет соединения по напряжениям смятия [1] с. 147:

(9.7)

где Т – крутящий момент на валу, Н∙мм;

d – диаметр вала в месте посадки шпонки, мм;

l_р – рабочая длина шпонки (для шпонки со скругленными торцами l_р = (l - b), мм; - сминаемая высота шпонки, мм;

Z –количество шпонок;

– допускаемое напряжение смятия, Н/мм²: при стальной ступице = 110-190 МПа,