Размеры участков валов, зубчатых колес и шестерен.

3.4.1. Быстроходный вал.

Ширина шестерни [3, c. 98]:

Примем из стандартного ряда [2, c. 410, табл. 24.1]:

Длина промежуточного участка [2, c. 49]

Длина посадочного конца вала [2, c. 49]

Примем по [2, c. 432. табл. 24.28]:

Промежуточный вал.

Длина ступицы колеса [2, c. 63]

Диаметр ступицы [2, c. 63]

Ширина шестерни:

По [2, c. 410. табл. 24.1] примем .

Тихоходный вал.

Длина ступицы колеса [2, c. 63]

Диаметр ступицы [2, c. 63]

Длина посадочного конца вала [2, c. 49]

Примем по [2, c. 432. табл. 24.28]:

Длина промежуточного участка [2, c. 49]

 

Расчет шпоночных соединений.

Муфта и быстроходный вал.

Полумуфту следует установить на цилиндрическом конце вала диаметром

d = 32 по переходной посадке H7/к6. Конец вала и ступица полумуфты выполнены длиной мм. Наибольший длительно действующий вращающий момент

T = 71,7 Нм. Коэффициент перегрузки . Материал вала – сталь 40Х, полумуфты СЧ20.

Вращающий момент передается обыкновенной призматической шпонкой с одним закругленным торцом.

Допускаемая длина шпоночного паза вала

По диаметру вала d = 32 мм выбираем обыкновенную призматическую шпонку шириной в = 10 мм; высотой h = 7 мм; длиной ℓ = 50 мм; с глубиной паза вала

Рабочая длина шпонки [4, c. 4]:

Номинальное давление на поверхности контакта боковой грани шпонки с пазом ступицы полумуфты [4, c. 6]

Допускаемые давления в неподвижном соединении со стандартной шпонкой при переходной посадке чугунной ступицы на стальной вал [4, c. 6, табл. 2.1]:

Условие прочности на смятие шпоночного соединения [4, c. 6]:

Условие износостойкости шпоночного соединения [4, c. 6]:

Выбранная шпонка подходит.

 

Промежуточный вал и колесо.

Колесо устанавливаем на вал диаметром d = 45 мм с натягом по посадке H7/r6. Длина ступицы колеса . Наибольший вращающий момент

T_max = 385 Нм. Коэффициент перегрузки .

Материал вала и колеса – сталь 40Х.

Вращающий момент передается обыкновенной призматической шпонкой с закругленными торцами.

Допускаемая длина шпоночного паза вала

По диаметру вала выбираем обыкновенную призматическую шпонку шириной в=14 мм, высотой h = 9 мм, с глубиной паза вала , длиной ℓ = 56 мм.

Рабочая длина шпонки: .

Номинальное давление на поверхности контакта боковой грани шпонки с пазом ступицы колеса [4, c. 6]:

Допускаемые давления в неподвижном соединении со стандартной шпонкой при посадке с натягом ступицы на вал [4, c. 6, табл. 2.1]:

Условие износостойкости шпоночного соединения [4, c. 6]:

- выполняется.

Условие прочности на смятие шпоночного соединения [4, c. 6]: - выполняется.

Выбранная шпонка подходит.

 

Муфта и тихоходный вал.

Полумуфту следует установить на цилиндрическом конце вала диаметром

d = 63 мм по переходной посадке H7/к6. Конец вала и ступица полумуфты выполнены длиной . Наибольший длительно действующий вращающий момент T = 1675 Нм. Коэффициент перегрузки . Материал вала – сталь 45, полумуфты – сталь 35.

Вращающий момент передается обыкновенной призматической шпонкой с одним закругленным торцом.

Допускаемая длина шпоночного паза вала

По диаметру вала d = 63 мм выбираем [4, прил. 1] высокую призматическую шпонку по ГОСТ 10748-79 шириной в = 18 мм; высотой h = 16 мм; с глубиной паза вала ; длиной ℓ = 100 мм.

Рабочая длина шпонки [4, c. 4]:

Номинальное давление на поверхности контакта боковой грани шпонки с пазом ступицы полумуфты [4, c. 6]

Допускаемые давления в неподвижном соединении со стандартной шпонкой при переходной посадке ступицы на вал [4, c. 6, табл. 2.1]:

Условие прочности на смятие шпоночного соединения [4, c. 6]:

Условие износостойкости шпоночного соединения [4, c. 6]:

Выбранная шпонка подходит.

 

Тихоходный вал и колесо.

Колесо устанавливаем на вал диаметром d = 63 мм с натягом по посадке H7/r6. Длина ступицы колеса . Наибольший вращающий момент

T_max = 1675 Нм. Коэффициент перегрузки .

Материал вала и колеса – сталь 40Х.

Вращающий момент передается обыкновенной призматической шпонкой с закругленными торцами.

Допускаемая длина шпоночного паза вала

По диаметру вала выбираем обыкновенную призматическую шпонку шириной в=22 мм, высотой h =14 мм, с глубиной паза вала , длиной ℓ = 90 мм.

Рабочая длина шпонки: .

Номинальное давление на поверхности контакта боковой грани шпонки с пазом ступицы колеса [4, c. 6]:

Допускаемые давления в неподвижном соединении со стандартной шпонкой при посадке с натягом ступицы на вал [4, c. 6, табл. 2.1]:

Условие износостойкости шпоночного соединения [4, c. 6]:

- выполняется.

Условие прочности на смятие шпоночного соединения [4, c. 6]: - выполняется.

Выбранная шпонка подходит.

 

Выбор и расчет подшипников

 

Подшипники тихоходного вала

Предварительно выбираем по каталогу радиальные роликоподшипники легкой серии 12213, у которых d=65 мм, С=76,5.7 кН.

Опорные реакции:

Радиальные нагрузки на подшипники:

Эквивалентная динамическая нагрузка:

Р = F_r*k_Б*k_Т = 5998.06*1.3*1 = 7797.48 Н.

Требуемая динамическая грузоподъемность подшипника:

Окончательно выбираем радиальные роликоподшипники легкой серии 12213.