Проверка прочности шпоночных соединений

 

Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360-78 (таблица Д.19).

Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности определяем по формуле

 

(1.88)

 

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице составляют [s_см]=100…120 МПа, при чугунной [s_см]=50…70 МПа.

 

Проверочный расчет валов

 

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).

Проверочный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s]. Прочность соблюдена при s ³ [s].

Производим расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.

Ведущий вал (рис. 1.7).

Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с валом).

По табл. Б.3 определим среднее значение предела прочности.

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

s_-1» 0,43 s_в.

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

t_-1» 0,58 s_-1.

Сечение А—А. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

(1.89)

где s_-1 – предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба; для углеродистых конструкционных сталей s_-1= 0,35s_в + (70…120) МПа;

k_s - эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений, табл. Д.20;

e_s - масштабный фактор для нормальных напряжений, табл. Д.21;

s_u – амплитуда цикла нормальных напряжений, равная наибольшему напряжению изгиба s_и в рассматриваемом сечении

(1.90)

s_m – среднее напряжение цикла нормальных напряжений; если осевая нагрузка F_а на вал отсутствует или пренебрежимо мала, то принимают s_m=0; в противном случае

(1.91)

коэффициент

(1.92)

для углеродистых сталей, имеющих s_в=650…750 МПа, принимают y_s=0,2; для легированных сталей y_s=0,25…0,30.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

(1.93)

где t_-1 – предел выносливости стали при симметричном цикле кручения; для конструкционных сталей принимают t_-1=0,58s_-1;

t_u - амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла,

(1.94)

где W_KHETTO — момент сопротивления изгибу,

(1.95)

k_t, e_t - определяем по таблицам Д.20 и Д.21.

 

Результирующий коэффициент запаса прочности

(1.96)

Расчетное значение s должно быть не ниже допускаемого [s] = 2,5.

Выбор сорта масла

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого

колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм. Объем масляной ванны определяем

из расчета 0,25 дм3 масла на 1 кВт передаваемой мощности

 

(1.77)

 

где Рmp—требуемая мощность, кВт.

По табл. Е.21 устанавливаем вязкость масла. По табл. Е.22 определяем

тип масла.

Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом,

периодически пополняем его шприцем через пресс-масленки.

Определяем уровень масла.

 

 

Сборка редуктора

. Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно

очищают и покрывают маслостойкой краской.

Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора,

начиная с узлов валов;

На ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и

шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100оС;

В ведомый вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое

колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку,

мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники,

предварительно нагретые в масле.

Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и

надевают крышку редуктора, покрывая предварительно поверхности стыка

крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку

на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты,

крепящие крышку к корпусу.

После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо, в

подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки

подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.

Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают

войлочные уплотнения, пропитанные горячим маслом. Проверяют

проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы

должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.

Далее на конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывают

шпонку, устанавливают звездочку и закрепляют ее торцовым креплением;

винт торцового крепления стопорят специальной планкой.27

Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и

жезловый маслоуказатель.

Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с

прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами.

Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде

по программе, устанавливаемой техническими условиями.

 

 

ГРАФИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

 

 

Лист 1 – Филиал ТюмГНГУ в г. Ноябрьске 150411 02 01 00 СБ-

Редуктор прямозубый. Сборочный чертёж.

Лист 2 - Филиал ТюмГНГУ в г. Ноябрьске 150411 02 01 03 – Вал

тихоходный.

Спецификация – Филиал ТюмГНГУ в г. Ноябрьске 150411 02 01 00 –

Редуктор прямозубый. Спецификация.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 

Мною был спроектирован одноступенчатый цилиндрический редуктор

с цепной передачей, передающей вращательное движение от вала

электродвигателя ведущему валу редуктора.

По ходу работы мной были последовательно выполнены следующие

расчеты:

- выбор электродвигателя; кинематический и силовой расчет,

- расчет цепной передачи,

- проектный расчет валов,

- конструктивные размеры зубчатой пары,

- конструктивные размеры корпуса и крышки редуктора,

- расчет параметров клиноременной передачи,

- проверка долговечности подшипников,

- проверка прочности соединений,

- проверочный расчет валов.

А также мной был выбран определенный сорт масла для данного типа

редуктора.

Согласно полученным данным я выполнил сборочный чертеж

редуктора и чертеж ведомого вала.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

1 Анурьев В.Н. Справочник конструктора машиностроителя. В 3-х т. –

М.: Машиностроение, 2001.

2 Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. –

М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 496 с.

3 Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин. 12-е изд. 2008 год.

4 Курмаз Л. В., Курмаз О. Л. (младший). Конструирование узлов и

деталей машин. - 2007. - 457 с.

5 Новичкова Г.В. Курсовое проектирование по деталям машин.

Методические указания. – Ноябрьск, 2013.

6 Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. –

Калининград: Янтарный сказ, 2002. – 454 с.