Шпонка под шестерней на ведущем валу

По диаметру d₁```= 32 мм, назначаем из таблицы /5, табл. 7.1, с. 25/:

сечение шпонки: b = 10 мм; h = 8 мм;

глубина паза вала t₁ = 5 мм;

глубина паза ступицы t₂ = 3,3 мм;

фаска 0,4…0,6 мм.

По ширине шестерни b₁ = 45 мм, назначаем номинальную длину шпонки

l = 40 мм. /5, c. 25/.

Определяем рабочую длину шпонки = 40 – 10 = 30 мм.

Определяем напряжения смятия

.

Подбор и проверка прочности шпонок на промежуточном валу

Шпонка под колесом первой ступени

По диаметру d₂```= 31 мм, назначаем из таблицы /5, табл. 7.1, с. 25/:

сечение шпонки: b = 10 мм; h = 8 мм;

глубина паза вала t₁ = 5 мм;

глубина паза ступицы t₂ = 3,3 мм;

фаска 0,4…0,6 мм.

По длине ступицы = 43 мм, назначаем номинальную длину шпонки

l = 40 мм. /5, c. 25/.

Определяем рабочую длину шпонки = 40 – 10 = 30 мм.

Определяем напряжения смятия

.

Шпонка под шестерней второй ступени

По диаметру d₂```= 31 мм, назначаем из таблицы /5, табл. 7.1, с. 25/:

сечение шпонки: b = 10 мм; h = 8 мм;

глубина паза вала t₁ = 5 мм;

глубина паза ступицы t₂ = 3,3 мм;

фаска 0,4…0,6 мм.

По ширине шестерни b₃ = 95 мм, назначаем номинальную длину шпонки

l = 90 мм. /5, c. 25/.

Определяем рабочую длину шпонки = 90 – 10 = 80 мм.

Определяем напряжения смятия

.

Подбор и проверка прочности шпонок на ведомом валу

Шпонка на выходном конце ведомого вала под ведущей звездочкой

По диаметру d₃ = 45 мм, назначаем из таблицы /5, табл. 7.1, с. 25/:

сечение шпонки: b = 14 мм; h = 9 мм;

глубина паза вала t₁ = 5,5 мм;

глубина паза ступицы t₂ = 3,8 мм;

фаска 0,4…0,6 мм.

По длине участка вала под ступицу звездочки l₃. = 82 мм, назначаем номинальную длину шпонки l = 70 мм. /5, c. 25/.

Определяем рабочую длину шпонки = 70 – 14 = 56 мм.

Определяем напряжения смятия

.

Шпонка под колесом второй ступени

По диаметру d₃```= 53 мм, назначаем из таблицы /5, табл. 7.1, с. 25/:

сечение шпонки: b = 16 мм; h = 10 мм;

глубина паза вала t₁ = 6 мм;

глубина паза ступицы t₂ = 4,3 мм;

фаска 0,4…0,6 мм.

По длине ступицы = 74 мм, назначаем номинальную длину шпонки l = 70 мм. /5, c. 25/.

Определяем рабочую длину шпонки = 70 – 16 = 54 мм.

Определяем напряжения смятия

.

Вывод: прочность шпонок обеспечена.

 

Подбор и проверка подшипников качения

При частоте вращения подшипников n ≥ 1 об/мин, их подбирают по динамической грузоподъёмности.

Требуемая динамическая грузоподъемность определяется по формуле

, (8.1)

где Q – эквивалентная динамическая нагрузка, Н;

n – число оборотов вала, об/мин;

С_табл – табличная грузоподъемность;

m – показатель степени (для шариковых подшипников m = 3).

Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник:

 

где F_r, F_a – радиальная и осевая силы;

X, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок;

V – коэффициент вращения при вращающемся внутреннем кольце подшипника V=1; при вращающемся внешнем кольце V=1,2 /5, c. 26/;

k_δ – коэффициент безопасности; k_Т – температурный коэффициент.

 

8.1. Ведущий вал

Рис. 8. Расчетная схема ведущего вала

- нормальная сила зацепления первой ступени (п. 2.4.6.3), = 1110 Н;

l – расстояние между центрами подшипников, l = 189 мм;

Х – расстояние между подшипником и зубчатым колесом, X = 10 мм;

В – ширина подшипника, В = 19 мм;

b₁ – ширина ступицы зубчатого колеса, b₁ = 45 мм.

 

 

 

863 -1110+247 = 0; 0=0.

 

Эквивалентная радиальная нагрузка на подшипник по более нагруженной опоре А:

 

где V = 1,0 /5, с. 26/ (вращается внутреннее кольцо);

= 1,3 /5, табл. 8.1, с. 27/ (редукторы, зубчатая передача);

К_Т = 1,0 /5, табл. 8.2, с. 27/ (t₀ < 100 ⁰C).

 

 

Требуемая динамическая грузоподъемность подшипника:

 

.

 

По этой величине и диаметру вала под подшипники d = d₁``= 30 мм, выбираю подшипники серии № 106, имеющие С_табл = 10,4 кН и размеры:

d x D x B = 30G 55 G13.0 /5, табл. П.3, с. 74/.

 

 

8.2. Промежуточный вал

 

R_A F_n1 F_n2 R_B

					B

 

 

Рис. 9. Расчетная схема промежуточного вала

 

 

Реакции опор:

 

 

 

1445 -1110 -2781 +2446 = 0; 0=0.

 

Эквивалентная нагрузка по более нагруженной опоре B:

 

 

Требуемая динамическая грузоподъемность подшипника:

 

По этой величине и диаметру вала под подшипники d = d₂``= 30 мм, выбираю подшипники серии № 306 имеющие С_табл = 22 кН и размеры:

d x D x B = 30G 72 G19.0 /5, табл. П.3, с. 75/.

 

8.3. Ведомый вал

R_A F_n2 R_B

	Т3
			А

B

 

l

 

Рис. 10. Расчетная схема ведомого вала

 

Fn2 = 2781 Н; l = 189 мм; f = k = 39,5 мм; h = l - k = 189 – 39,5 = 149,5 мм.

 

Реакции опор:

 

 

 

581 -2781 +2200 = 0;

0=0.

 

Эквивалентная нагрузка на более нагруженной опоре B:

 

 

Требуемая динамическая грузоподъемность подшипника:

 

 

По этой величине и диаметру вала d = d₃``= 50 мм подбираю подшипники серии № 110, имеющие С_табл = 16,5 кH и размеры:

d x D x B = 50G 80 G16.0 /5, табл. П.3, с. 74/.