Выбор и проверка расчётом шпоночных соединений

Шпоночные соединения служат для передачи вращающего момента от вала к ступице или от ступицы к валу в зависимости от того, какая деталь является ведущей. Шпонки изготовляют из углеродистых сталей с пределом прочности не менее 600 МПа. Допустимые напряжения на смятие при спокойной нагрузке рекомендуется принимать: для стальной ступицы
[σсм] = 80…120 МПа, для чугунной - [σсм] = 50…70 МПа.

Основным расчётом для призматических шпонок является условный расчёт на смятие:

, МПа (177)

где d – диаметр вала, мм;

h – высота шпонки, мм;

t – глубина паза вала, мм;

lр – рабочая длина шпонки, мм.

lр = l – b, (178)

где l – длина шпонки (смотрим компоновку), мм;

b – ширина шпонки, мм (таблица 40).

 

Таблица 40 - Размеры призматических шпонок

Диаметр вала d Сечение шпонки Глубина паза
b h вала, t1 ступицы, t2
6…8 8…10 10...12 12…17 17…22 22…30 30…38 38…44 44…50 50…58 58...65 65…75 75…85 1,5 2,5 3,5 5,5 7,5 0,8 1,3 1,8 2,3 2,8 3,3 3,3 3,3 3,8 4,3 4,4 4,9 5,4

 

Определение конструктивных элементов редуктора по эмпирическим формулам

 

Размеры основных элементов корпуса определяют в зависимости от значения наибольшего вращающегося момента на тихоходном валу редуктора.

, Н∙м

 

Толщина стенки нижней части корпуса

, мм

Толщина стенки крышки корпуса

, мм.

Крышку крепят к корпусу улучшенными винтами с шестигранной уменьшенной головкой класса точности 6.6.

Толщина ребра у основания

мм.

Диаметр стяжных винтов

, мм.

Толщина фланца по разъему

, мм.

Ширина фланца

, мм.

Диаметр фундаментального болта

, мм.

Толщина лапы фундаментного болта

, мм.

Число фундаментных болтов при мм. , при мм .

Уклон дна может составлять от 1:100 до 1:200.

Элементы корпуса должны сопрягаться одинаковым радиусом

r≈0,25∙δ, мм.

Диаметр штифта

dшт ≈ 0,5∙d, мм.

 

Тепловой расчёт червячной передачи

При установившемся режиме работы редуктора всё выделяемое тепло отдаётся через его стенки окружающему воздуху.

Количество тепла, отдаваемое окружающему воздуху в секунду:

, Дж (179)

Количество тепла, выделяемое в секунду:

, Дж (180)

где Р1 – мощность на валу червяка, Вт;

η – к.п.д. червячной передачи;

К – коэффициент теплопередачи корпуса редуктора, Вт/м2·0С.

В среднем при естественном охлаждении К=10…16 Вт/м2·0С.

Большие значения выбирают при хорошей циркуляции, малой запыленности воздуха в помещении и свободной циркуляции масла в редукторе.

А – поверхности охлаждения редуктора с учетом дна и 50% бобышек

А≈20· , м2 (181)

tм – температура масла, 0С;

tВ – температура воздуха, 0С.

По тепловому балансу Q1=Q2 нужно определить температуру масла tм и сравнить ее с максимально допустимой для выбранного масла.