Увага!Перевірку міцності валів розраховують для швидкохідного і тихохідного валів

Розділ 7

ПІДБІР ШПОНОК І ПЕРЕВІРНИЙ РОЗРАХУНОК

Для з’єднання вала з деталями, які передають обертання, найчастіше застосовують призматичні шпонки, табл.7.1. Вибирають шпонки в залежності від діаметра вала на який насаджують шпонку і перевіряють розрахунком з’єднання на зминання.

Підбір шпонок проводиться для вихідного кінця швидкохідного вала діаметром d_В1, для вихідного кінця тихохідного вала d_В2, і для діаметра вала під маточину зубчастого колеса d₂^III.

Швидкохідний вал

При d_В1 за табл.7.1 добираю призматичну шпонку параметрами b x h,

де b – ширина шпонки, мм; h – висота шпонки, мм. Довжину шпонки вибираємо так, щоб вона була меншою від довжини вихідного кінця вала на 2…10 мм., і не виходила за межі граничних розмірів для шпонок, табл. 7.1

7.1.1. Розрахункова довжина шпонки

(7.1)

де, – довжина шпонки, мм;

b – ширина шпонки, мм

7.1.2. Розрахункове напруження зминання

(7.2)

де, Т₁ – крутний момент швидкохідного вала, Нм;

d_В1 – діаметр вихідного кінця вала, на який насаджують шпонку, мм;

– розрахункова довжина шпонки, мм;

h – висота шпонки, мм;

– допустиме напруження на зминання, МПа, коли передбачають посадку півмуфти з сталі, то =100…150 Мпа. Менші значення допусти мих напружень беруть при передаванні коливальних наванта жень на 20-25% або ударних навантажень на 40-50%. Якщо на вал на саджують чавунні деталі приведені значення знижують вдвічі.

Увага! Якщо при перевірці шпонки буде значно менше , то можна прийняти шпонку меншого перерізу b x h як для вала попереднього діапазону діаметрів, але обов’язково треба перевірити її на зминання. Якщо не буде дотримана умова, тобто > , то раціональніше буде прийняти шліцьове з’єднання.

Отже, остаточно приймаєм шпонку, наприклад, 8х7х18 СТ СЭВ 180-75, b=8мм, h=7мм, L=18мм

Тихохідний вал

Для тихохідного вала підбираєм і перевіряєм шпонку для вихідного кінця вала при d_В2 по пунктах, і за формулами наведеними в пункті 7.1.

Для вала під маточину зубчастого колеса при d₂^III перевіряєм і підбираєм шпонку по пунктах і за формулами наведеними в пункті 7.1

Таблиця 7.1

Шпонки призматичні ГОСТ 23360-78

(СТ СЭВ 180-75)

Діа метр вала, d	Розміри перері зів шпонок,	Глибина паза	Радіус заокруглення пазів
вала	втулки
b	h	t₁	t₂	min	max
12….17			3,0	2,3	0,16	0,25
17…22			3,5	2,8	0,16	0,25
22…30			4,0	3,3	0,16	0,25
30…38			5,0	3,3	0,16	0,25
38…44			5,0	3,3	0,16	0,25
44….50			5,5	3,8	0,25	0,40
50…58			6,0	4,3	0,25	0,40
58…65			7,0	4,4	0,25	0,40
65…75			7,5	4,9	0,25	0,40
75..85			9,0	5,4	0,40	0,60
85…95			9,0	5,4	0,40	0,60
95…110			10,20	6,4	0,40	0,60
110..130			11,0	7,4	0,40	0,60

Примітка: довжину шпонки вибирають з ряду:

6, 8, 10, 12, 14, 16, 17, 20, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 10, 110, 125, 140, 160, 180, 200..

Розділ 8

ПІДБІР ПІДШИПНИКІВ

Підшипники кочення добирають за таблицями стандартів залежно від розміру та напряму діючих на підшипник навантажень; діаметра цапфи на яку насаджують підшипник; характеру навантаження; кутової швидкості обертового кільця підшипника; бажаного строку служби підшипника і його найменшої вартості.

7.2. Визначення навантажень

На підшипник діє осьове Fа і радіальне навантаження F_r на опору А і В, тобто:

(8.1)

де, Х_А, Х_В – реакції опор у горизонтальній площині хОz від сили F_t, Н;

Y_A, Y_В – реакції опор у вертикальній площині yОz від сили F_r і F_A, Н;

З обчислених навантажень, вибирають для подальших розрахунків, найбільше радіальне навантаження.

8.2 Вибір типу підшипника

Так як редуктор з косозубою передачею,а в косозубої передачі присутня осьова сили F_a і навантаженння з помірними поштовхами, то доцільно вибирати конічні роликопідшипники, що сприймають як радіальне так і осьове навантаження. Ці підшипники рекомендуть вибирати при умові в даному випадку або F_rB або F_rA (на яку опору, яке навантаження більше), якщо ця умова не дотримується, якщо ця умова не дотримується, тоді вибирають радіальні шарикопідшипники [7].

8.3 Динамічна вантажопідйомність

Підшипники кочення, обертові кільця яких мають частоту обертання n>1 хв^-1 добирають за динамічною вантажопідйомністю і відповідно конічні роликопідшипники відповідають цій умові. Для цього обчислюють потрібне значення динамічної вантажопідйомності С_потр, і потім за табл.8.1 добирають підшипник, табличне значення динамічної вантажопідйомності С якого (табл.8.1) не нижче від потрібного:

(8.2)

8.4. Осьові складові реакцій конічних роликопідшипників

Під дією радіальних навантажень F_r в радіально-упорних підшипниках (кулькових і роликових) виникають осьові складові S реакцій, які обчислюються за формулами:

· Для кулькових радіально-упорних підшипників

(8.3)

· Для конічних роликових підшипників:

(8.4)

де, е – коефіцієнт впливу осьового навантаження, залежить від серії підшипника та діаметра вала під підшипник d^//(табл. 8.1);

F_rA, F_rB – радіальні навантаження на опору А і В, Н.

8.5. Сумарні осьові навантаження

Вибираються по табл. 8.2. в залежності від умови навантаження. Якщо ; ., то по табл. 8.2.

(8.5)

При інших умовах див. табл 8.2

8.6. Потрібне значенння динамічної вантажопідйомності

Потрібне значенння динамічної вантажопідйомності обчислюється за формулою:

(8.6)

де, F_r_В – радіальне навантаження підшипника на опору В, так як вона сприймає більше навантаження ніж опора А, (якщо більше наван таження на опору А, тоді береться F_rA), Н;

F_a_В – осьове навантаження підшипника на опору В, так як вона сприймає більше навантаження ніж опора А, (якщо більше навантаження на опору А, тоді береться F_а_A), Н;

V – коефіцієнт обертання, табл.8.3, V=1;

Х – коефіцієнт радіального навантаження, залежить від відношення:

F_a_В/(VF_r_В)>e і вибирається за табл. 8.1;

Y – коефіцієнт осьового навантаження, залежить від відношення:

F_a_В/(VF_r_В)>e, і вибирається за табл. 8.1

К_б – коефіцієнт безпеки, що залежить від типу механізму, в якому під

шипник установлений, і характеру навантаження на нього, табл.8.4;

К_т – температурний коефіцієнт, що залежить від температури підшип

ника, табл.8.5;

L_h – бажана або потрібна довговічність підшипника, год. Для підшипни

ків редукторів рекомендують L_h=(12….25)10³год;

n – частота обертанння (швидкохідного або тихохідного валів), хв^-1;

ρ – величина, яка залежить від форми кривої контактної втомленості: для роликових підшипників , згідно рекомендацій [7]

Якщо дотримується умова 8.2, то остаточно приймаєм підшипник записуючи його умовне позначення, серію, його розміри d, D, T_max, динамічну вантажопідйомність С і граничну частоту обертання n_гран.

Увага! Якщо С є набагато більшим від С_потр то це є істотним недоліком вибору підшипника, тоді коли є повний довідник на підшипники кочення, конструктор, враховуючи довговічність і економічність, призначить підшипник легшої серії – особливо легкої або надлегкої.

Увага! За вище наведеними формулами добирають підшипники для швидкохідного і тихохідного валів.

Таблиця 8.1