Пример 1. Расчет шпоночного соединения вал-ступица выходного вала цилиндрического редуктора

2015-11-27

974

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒

1.1 Расчётная схема. Исходные данные

Расчетная схема шпоночного соединения представлена на рис. 6.1.

Исходные данные:

вращающий момент на выходном валу Т₂ = 114,6 Н∙м;

диаметр участка вала для установки колеса d_к = 47,5мм;

ширина зубчатого колеса в₂ = 36 мм;

материал ступицы (колеса) – сталь 40Х.

1.2 Выбор и расчёт основных параметров шпонки

Для передачи вращающего момента Т₂ = 114,6 Н∙м от зубчатого колеса к выходному валу применим призматическую шпонку. Ширину в и высоту h шпонки, а также глубину паза на валу t₁ и в ступице t₂ выбираем стандартными в зависимости от диаметра вала d_к по таблице 49 [Р. 10].

По таблице 49 [4] для d_к = 47,5 мм находим: в = 14 мм, h = 9 мм, t₁ = 5,5 мм, t₂ = 3,8 мм, ℓ = в₂ – (5…8) мм = 36 - (5…8) = (31…28) мм. Из ряда стандартных длин (таблица 49 [Р. 10]) выбираем ℓ = 30 мм. Расчетная длина шпонки ℓ_р = ℓ - в = 30 – 14 = 16 мм.

1.3 Проверочный расчёт шпоночного соединения на прочность

На смятие рабочих граней шпонки по условию

σ_см = [σ_см],

σ_см = Н/мм²,

где [σ_см ] = (110…190) Н/мм² – для стальных ступиц.

Условие прочности по напряжениям смятия выполняется, так как

σ_см = 86,2 Н/мм² < [σ]_см= 110…190 Н/мм²(по среднему значению);

на срез шпонки по условию

τ_ср = [τ_ср ],

τ_ср = Н/мм²,

где [ τ_ср ] = (40…70) Н/мм² – для сталей при реверсивной нагрузке.

Условия прочности выполняются, так как

τ_ср = 21,5 Н/мм² < [ τ_ср ] = (40…70) Н/мм².

Пример 2.Расчет шпоночного соединения вал-ступица выходного вала конического редуктора

2.1 Расчётная схема. Исходные данные

Расчетная схема шпоночного соединения показана на рис. 6.1.

Исходные данные:

диаметр вала d_К = 47,5 мм;

величина вращающегося момента Т₂ = 95,5 Н∙м.

материал ступицы (колеса) – сталь марки 40X, термообработка колеса - улучшение твердость поверхности 269…302 НВ.

2.2. Выбор и расчёт основных параметров шпонки

Для передачи вращающегося момента Т₂ = 95,5 Н∙мот зубчатого колеса к выходному валу применим призматическую шпонку со скругленными торцами (рис. 6.2).

Ширину b и высоту h шпонки, а также глубину паза на валу t₁ и в ступице t₂ выбираем стандартными в зависимости от диаметра d_K = 47,5 мм по таблице 49[4] : b=14 мм, h = 9 мм, t₁ = 5,5 мм, t₂ = 3,8 мм.

Обычно полная стандартная длина шпонки L на 5...10 мм меньше длины ступицы:

ℓ = ℓ_СТ – (5…10) мм = 57 – 7 = 50 мм.

Из ряда стандартных длин (таблица 49[Р. 10]) выбираем ℓ = 50 мм.

Расчетная длина шпонки ℓ_р = ℓ - b = 50-14 = 36 мм.

Проверочный расчет шпоночного соединения на прочность:

на смятие рабочих граней шпонки по условию:

σ_СМ = ,

σ_СМ = Н/мм²,

где допускаемые напряжения смятия для стальной ступицы принимаются [σ_СМ] = 110 ÷ 190 Н/мм².

Условие прочности по напряжениям смятия выполняется, так как

σ_СМ = 32 Н/мм² < [σ_СМ] = 150 Н/мм² (по среднему значению);

на срез шпонки по условию:

τ_СР =

τ_СР = Н/мм²,

где [τ]_СМ = (40…70) Н/мм² - для сталей при реверсивной нагрузке.

Условие прочности на срез выполняются, так как

τ_СР = 8 Н/мм² < [τ_СР] = (40…70) Н/мм².

Пример 3. Расчет шпоночного соединения вал-ступица выходного вала червячного редуктора

3.1 Расчётная схема. Исходные данные

Расчетная схема шпоночного соединения представлена на рис. 6.1.

Исходные данные:

вращающий момент на выходном валу Т₂ = 954,2 Н∙м;

диаметр участка вала для установки колеса d_к = 85,5мм;

ширина зубчатого колеса в₂ = 71 мм;

материал ступицы (колеса) – сталь 45.

Для передачи вращающего момента Т₂ = 954,2 Н∙м от зубчатого колеса к выходному валу применим призматическую шпонку со скругленными торцами (рис. 6.2).

По таблице 49[Р. 10] для d_к = 85,5 мм находим: в = 25 мм, h = 14 мм,

t₁ = 9 мм, t₂ = 5,4 мм, ℓ = в₂ – (5…8)мм = 71 - (5…8) = (66…63) мм.

Из ряда стандартных длин (таблица 49 [Р.10] принимаем ℓ = 63 мм. Расчётная длина шпонки

ℓ_р = ℓ - в = 63 – 25 = 38 мм.

3.3 Проверочный расчет шпоночного соединения на прочность

На смятие рабочих граней шпонки по условию

σ_см = [σ_см],

σ_см = Н/мм²,

где [σ_см ] = (110…190) Н/мм² – для стальных ступиц.

Условие прочности по напряжениям смятия выполняется, так как

σ_см = 117,5 Н/мм² < [σ]_см= 110…190 Н/мм²(по среднему значению);

на срез шпонки по условию

τ_ср = [τ_ср ],

τ_ср = Н/мм²,

где [ τ_ср ] = (40…70) Н/мм² – для сталей при реверсивной нагрузке.

Условия прочности выполняются, так как

τ_ср = 23,5 Н/мм² < [ τ_ср ] = (40…70) Н/мм².

7 ВЫБОР МУФТЫ ВХОДНОГО ВАЛА

Муфты выбираются стандартными в зависимости от передаваемого расчетного вращающего момента, диаметра вала и частоты его вращения.

Для проектируемых электромеханических приводов выберем муфту для соединения вала электродвигателя с цилиндрическим концевым участком входного вала редуктора. Соединения полумуфт с валами: шпоночное с фиксацией винтами.

Исходя из условий работы и области применения ЭМП, выбираемая муфта должна обеспечивать компенсацию условных несоосностей соединяемых валов, их линейных перемещений, компенсировать ударные нагрузки. Для таких условий работы наиболее широкое распространение получили муфты компенсирующие упругие втулочно-пальцевые (МУВП) (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Муфта компенсирующая упругая втулочно-пальцевая

Исходными данными для выбора муфт являются:

Т₁ – вращающий момент на входном валу, Н·м;

ω₁ – угловая скорость входного вала, с^-1;

n₁ – частота вращения входного вала, об/мин.;

d – диаметр концевого участка вала, мм.

Расчетный вращающий момент

Т_р = К·Т,

где К – коэффициент режима работы. При переменной средней нагрузке К=1,5…2,0 (таблица 48 [Р.10]).

Условие выбора типоразмера муфты:

Т_р ≤ [Т],

где [Т] – допускаемый для стандартных муфт вращающий момент (таблица 47 [Р.10].

Упругие элементы муфты проверяются на смятие:

σ_СМ = _СМ,

где z - число пальцев;

Т – вращающий момент на валу, Н·м;

d_п – диаметр пальца муфты, мм;

ℓ_ВТ – длина упругого элемента, мм;

[σ]_СМ= 2Н/мм² – допускаемое напряжение смятия для резиновых втулок.

2015-11-27 974 Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒

Обсуждение в статье: Пример 1. Расчет шпоночного соединения вал-ступица выходного вала цилиндрического редуктора

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓

Имя *

Email (необязательно)

Комментарий *

Отправить сообщение

Популярное:
Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение...
Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной...
Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе...
Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ...