Подбор шпонок и проверочный расчет шпоночных соединений.

8.1 Быстроходный вал.

Для выходного конца вала диаметром d_В1 = 25мм, длиной l₁ = 45мм подбираем по табл.П49,с. 385,[1] шпонку призматическую bxh = 8x7мм при t₁ = 4,0мм длиной l_шп = 40мм. Расчетная длина шпонки

l_р = l_шп – b = 40 – 8 = 32мм.

Допускаемое напряжение смятия принимаем для чугунных ступиц, для которых [σ_см] = 60…90МПа:

8.1 Тихоходный вал.

8.1.1 Посадка ступицы зубчатого колеса на вал при диаметре ступицы колеса

d^IV₂ = 50мм, длине ступицы l^II_ст = 60мм подбираем шпонку призматическую bxh = 14x9мм при t₁ = 5,5мм длиной l_шп = 40мм. Расчетная длина шпонки

l_р = l_шп – b = 40 – 14 = 26мм.

Допускаемое напряжение смятия принимаем для стальной ступицы, для которой [σ_см] = 100…150МПа:

8.1.2 Посадка ступицы звездочки на вал при диаметре ступицы звездочки d_{в ст} =30мм, длине ступицы l_{ст зв} = 50мм шпонку призматическую bxh = 8x7мм при t₁ = 4,0мм длиной l_шп = 40мм. Расчетная длина шпонки

l_р = l_шп – b = 40 – 8 = 32мм.

Допускаемое напряжение смятия принимаем для стальной ступицы, для которой [σ_см] = 100…150МПа:

Таким образом, выбираем для быстроходного вала шпонку призматическую

bxhхl_шп = 8x7х40,

для тихоходного вала шпонки призматические bxhхl_шп = 14х9х40 и bxhхl_шп = 8х7х40 по ГОСТ 23360 – 78.

 

 

Подбор подшипников.

9.1 Быстроходный вал.

9.1.1 Суммарные радиальные нагрузки подшипников:

 

9.1.2 Для вала – шестерни предусматриваем радиально – упорные конические подшипники средней серии 7307: d = 35мм; D = 80мм; Т = 23мм; е = 0,319.

(Табл. П 43,с.381,[1]).

Осевые составляющие реакций конических роликоподшипников:

S_A = 0,83е F_rA = 0,83·0,319·1488 = 394Н

S_В = 0,83е F_rВ = 0,83·0,319·486 = 129Н

 

9.1.3 Суммарние осевые нагрузки при S_A > S_B и F_a1 = 127Н:

F_aA = S_A = 394H; F_aB = S_A + F_a1 = 394 + 127 = 521H

 

9.1.4 Динамическая грузоподъемность:

С_тр = (XVF_r + YF_a)К_бК_т(6·10^-5nL_h)^1/α

Принимаем L_h = 15·10³ч; n = 720мин ^-1

значения коэффициентов:

V = 1 (вращается внутреннее кольцо подшипника); α = 10/3

При F_aA/(VF_rA) = 394/(1·1488) = 0,264 < e = 0,319 X = 1; Y = 0;.

При F_aВ/(VF_rВ) = 521/(1·486) = 1,07 > e = 0,319 X = 0,4; Y = 1,881;

К_б = 1 (Табл.П46,с.383,[1])

К_б =1(Табл.П47,с.383,[1])

Эквивалентная нагрузка:

Р_{А =} (XVF_rА + YF_aА)К_бК_т = (1·1·1488 + 0·394)1·1 = 1488Н

Р_{В =} (XVF_rВ + YF_aВ)К_бК_т = (0,4·1·486 + 1,881·521)1·1 = 1174Н

Требуемую динамическую грузоподъемность определяем для опоры А, как наиболее нагруженной

С_тр = Р_В(6·10^-5n₁L_h)^1/α = 1488(6·10^-5·720·15·10³)^3/10 = 2842Н, что меньше динамической грузоподъемности предварительно выбранного подшипника 7307.

 

9.1.5 Расстояние от предварительно выбранных точек приложения реакций до плоскости торцов подшипников:

а = 0,5 Т + (е/3)(d +D) = 0,5·23 +(0,319/3)(35 + 80) = 23,7мм, следовательно расстояния а₁ и с₁ увеличатся на а - Т = 23,7 – 23 = 0,7мм, что приведет к незначительному изменению реакций F_А и F_B и осевых составляющих реакций S_A и S_B, которые не окажут влияния на долговечность подшипников.

 

9.2 Тихоходный вал.

9.2.1 Суммарные радиальные нагрузки подшипников:

9.2.2 Для выходного вала редуктора предусматриваем радиально – упорные конические подшипники средней серии (Табл. П 43,с.381,[1]). Для опоры А подшипник 7308: d = 40мм, D = 90мм, Т = 25,25мм, е = 0,278; для опоры В подшипник 7309: d = 45мм, D = 85мм, Т = 27,25мм, е = 0,287.

Осевые составляющие реакций конических роликоподшипников:

S_A = 0,83е F_rA = 0,83·0,278·1870 = 431,5Н

S_В = 0,83е F_rВ = 0,83·0,287·6118 = 1457Н

9.2.3 Суммарние осевые нагрузки при S_A < S_B и F_a1 = 322Н < S_B -S_A = 1026H:

F_aA = S_B –F_a1 = 1457 – 322 = 1135H; F_aB = S_B = 1457H

 

9.2.4 Динамическая грузоподъемность:

С_тр = (XVF_r + YF_a)К_бК_т(6·10^-5nL_h)^1/α

Принимаем L_h = 15·10³ч; n = 720мин ^-1

значения коэффициентов:

V = 1 (вращается внутреннее кольцо подшипника); α = 10/3

При F_aA/(VF_rA) = 1135/(1·1870) = 0,61 > e = 0,278 X = 0,4; Y = 2,158;

При F_aВ/(VF_rВ) = 1457/(1·6118) = 0,238 < e = 0,287 X = 1; Y = 0;

К_б = 1 (Табл.П46,с.383,[1])

К_б =1(Табл.П47,с.383,[1])

Эквивалентная нагрузка:

Р_{А =} (XVF_rА + YF_aА)К_бК_т = (0,4·1·1870 + 2,158·1135)1·1 = 3197Н

Р_{В =} (XVF_rВ + YF_aВ)К_бК_т = (1·1·6118 + 0·1457)1·1 = 6118Н

Требуемую динамическую грузоподъемность определяем для опоры В, как наиболее нагруженной

С_тр = Р_В(6·10^-5n₂Lh)^1/α = 6118(6·10^-5·288·15·10³)^3/10 = 32411Н, что меньше динамической грузоподъемности предварительно выбранного подшипника 7308.

 

9.2.5 Расстояние от предварительно выбранных точек приложения реакций до плоскости торцов подшипников:

а = 0,5 Т + (е/3)(d +D) = 0,5·27,25 +(0,287/3)(45 + 100) = 27,495мм,

следовательно расстояния а₂, а₃ и с₂ уменьшатся на а - Т = 27,495 – 27,25 = 0,24мм, т. е. практически останутся неизменными.