Подбор шпонок по диаметрам валов. Расчет на прочность

d ₁ =3 мм       

d ₂₌ d ₃ =4 мм  

d ₄ =5 мм       

Шпоночные соединения предназначены для соединения с валами зубчатых колес, шкивов, маховиков, муфт и других деталей и служат для передачи крутящих моментов. Были выбраны сегментные шпонки.

 

 

Диаметр вала dв,мм	b h dш	t1	t2
От 3 до 4	1 1,4 4	1,0+0,1	0,6+0,1
Свыше 4 до 5	1,5 2,6 7	2,0+0,1	0,8+0,1

 

Материал шпонок – сталь чистотянутая для сегментных шпонок по ГОСТ8786-68.

Допускается применение другой стали с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МПа.

Проверка шпонки на смятие

1)

2)

3)

4)

 - запас прочности

Проверка шпонки на срез

1)

2)

3)

4)

Подбор подшипников качения по диаметрам от кручения

d ₁ =3 мм

d ₂ = d₃ =4 мм

d ₄ =5 мм

 

Подбираем подшипники по диаметрам валов от кручения.

 

№	d, мм	D, мм	B, мм	r, мм	C, Н	C0, Н
7000123	3	10	4	0,3	490	217
7000124	4	13	5	0,4	900	415
7000125	5	16	5	0,5	1480	740

 

 

d ₄ =5 мм

l =(2 3) d ₄ =14…21 мм

l ₁ =(1,5 2) d ₄ =11,5…14 мм

l =16мм l ₁ =12 мм

F ₄ =1,6 H

Н

Н

D ₁ =2 d ₄ =2*7=14 мм

P = R_A / d ₄ l =0,025

Расчет подшипника на удельное давление:

 q_max –  максимальное удельное давление

[q]=4,3Н/мм²

 Расчет на износ :

q · V ≤[ q · V ]

[ q · V ]=(20 – 30)

V = ωr = πn /30· d /2

d =7мм

n =750 об/мин

V = ωr = πn /30· d /2= 3,14·750/(30·2,5)=22,4

q · V =22,4·0,011=0,25 ≤ [ q · V ]=(20 – 30)

Проверка подшипников на долговечность

Проверим на долговечность подшипники на выходном валу:

   

Номинальная долговечность (ресурс) подшипника в миллионах оборотов:

 ,где

 –  нагрузка динамическая;

 – эквивалентная нагрузка;

α – показатель степени;

α=3 для шариковых подшипников

Номинальная долговечность в часах:

Используемые подшипники – шариковые радиальные  и

 - радиальная нагрузка;

 - осевая нагрузка;

 - т.к. вращается внутреннее кольцо.

 - температурный коэффициент ( ).

 - динамический коэффициент безопасности ( );

 

Основные параметры колёс

 

    - диаметр окружности вершин

           - диаметр делительной окружности

- диаметр основной окружности

- диаметр окружности впадин

       - высота зуба

             - высота головки зуба

      - высота ножки зуба.

           - угловой шаг

           - шаг по делительной окружности

          - толщина зуба по делительной окружности

           - ширина впадины по делительной окружности

- толщина зуба по делительной окружности

 

       

 

Колесо 1:

Колесо 2:

Колесо 3:

Колесо 4:

 

     

       

  

 

Параметры картины зацепления

                  

 

AB – рабочая линия зацепления

 - минимальный боковой зазор по нормали

 - радиальный зазор

 - коэффициент радиального зазора

 - шаг по нормали

Для увеличения AB надо увеличить высоту головки зуба:

 - коэффициент перекрытия

67% - 2 пары в зацеплении

33% - 1 пара в зацеплении

Построение эвольвенты

– начало эвольвенты

Эвольвентная функция ­­– инволюта

Контроль зубчатых колес

1. Определение толщины зуба по хорде.

                     

 

 

 

 - расстояние до хорды

 - толщина зуба

 - ГОСТ 9178-81

2. Определение длины общей нормали

              

 

 

 - ГОСТ 9178-81

3. Определение размеров по роликам

 

 

I случай: z – четное.

 

II случай: z – нечетное.

Расчёт запаса прочности выходного вала

Расчёт запаса прочности выполняется тогда, когда известны все размеры, проставленные на чертеже с допусками и посадками.

 - влияние масштабных факторов

Выбор и расчёт муфты

Рассмотрим вариант используемой муфты на выходном валу – муфта упругая с цилиндрическими винтовыми пружинами. Для выбора варианта исполнения муфты обратимся к учебнику «Проектирование механических передач»[1].

Материал муфт – Сталь 45.

Рабочие пазы закалены до HRC 50-60.

 - число пружин

Расчёт упругой муфты постоянной жёсткости

 – диаметр вала

 – момент кручения

 – окружное усилие при z=8 на каждую пружину

 

Выбираем проволоку пружинную II-го класса:

 

Принимаем индекс пружины:

 – диаметр сечения проволоки пружины

 

Принимаем:

 – средний диаметр пружины

 – наружный диаметр пружины

 – внутренний диаметр пружины

 

Назначаем число рабочих витков пружины: .

 

Добавляем торцовые витки по 0,75 с каждой стороны:

 – общее число витков

 – минимальная высота пружины, сжатой до соприкосновения витков

 – минимальный зазор при наибольшей нагрузке

 – расчётная высота

 – высота свободной пружины

 

Устойчивость пружины обеспечена.

 

По максимальной осадке пружины под полной нагрузкой определяем наибольший угол относительного поворота: .

 

 – жёсткость муфты

 

Назначаем предварительную затяжку пружины:

 

 – шаг свободной пружины

 – угол подъёма винтовой линии

 – длина заготовки

⇐ Предыдущая123

Поделиться: