Соединение вала с муфтой

8.2.2.    Соединение вала с муфтой.

 Шпонку выбираем призматическую по ГОСТ 23360-78. Размеры шпонки выбираем по таблице 19.11 из [4]:

- сечение b ´ h = 10 ´ 8 мм;

- фаска 0.4 мм;

- глубина паза вала t₁ = 5 мм;

- глубина паза ступицы t₂ = 3.3 мм;

- длина l = 50 мм.

Шпонка призматическая со скругленными торцами. Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условия прочности определяем по формуле:

При чугунной ступице [s]_см = 70…100 МПа.

Передаваемый момент Т = 284.461 Н×м.

s_см < [s]_см , следовательно, допустимо установить муфту из чугуна СЧ20

8.3.       Выбор посадки для венца червячного колеса.

Мощность, передаваемая червячным колесом Р₂ = 0.512 кВт;

Частота вращения n₂ = 17.189 об/мин;

Вращающий момент, передаваемый червячным колесом Т = 284.461 Н×м.

 

Венец выполнен из бронзы БрА9ЖЗЛ отливка в кокиль (s_Т = 245 МПа), чугунный центр - из серого чугуна СЧ20 (s_пч.р = 118 МПа; n = 0.25) Колесо изображено на рис.4.1.

Минимальное контактное давление, которое должно быть создано по поверхностям сопрягаемых деталей для передачи момента Т:

Определим величину минимального расчетного натяга:

Принимаем для материала охватываемой детали (чугуна) Е₁ = 1.3×10⁵ МПа и m = 0.25; для материала венца - Е₁ = 1.1×10⁵ МПа и m = 0.33.

Вычислим коэффициенты с₁  и с₂ :

Вычислим минимальный табличный натяг с учетом поправок:

D_{Т min} = D_min + u = 306 + 14.4 »320 мкм

По таблицам допусков и посадок [6] выбираем посадку в системе отверстия: D_{Т min} = 330 мкм; D_Тmax = 420 мкм.

Проверку прочности соединяемых деталей производим при контактном давлении, соответствующем максимально возможной величине натяга:

Для опасных точек внутренней поверхности венца червячного колеса при n = 1.0 получаем:
Коэффициент запаса прочности:

Такой коэффициент запаса достаточен.

Для опасных точек колесного центра:
 Таким образом, колесный центр имеет весьма большой запас прочности.

9.          ВЫБОР СМАЗКИ РЕДУКТОРА И УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ.

9.1. Выбор системы и вида смазки.

Скорость скольжения в зацеплении V_S = 1.842 м/с. Контактные напряжения s_Н = 142.58 Н/мм. По таблице 8.2 из [4] выберем масло И-Т-Д-220.

Используем картерную систему смазывания. В корпус редуктора заливаем масло так, чтобы венец червячного колеса был в него погружен на глубину h_м:

h_{м max} £ 0.25d₂ = 0.25×200 = 50 (мм);

h_{м min}= 2×m = 2×5 = 10 (мм)

При вращении колеса масло будет увлекаться его зубьями, разбрызгиваться, попадать на внутренние стенки корпуса, откуда стекать в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которым покрываются поверхности расположенных внутри корпуса деталей, в том числе и подшипники.

Объем масляной ванны V = 0.65×P_пот = 0.65×1.306 = 0.85 л.

9.2.       Выбор уплотнений.

И для червяка, и для червячного колеса выберем манжетные уплотнения по ГОСТ 8752-79. Установим их рабочей кромкой внутрь корпуса так, чтобы обеспечить к ней хороший доступ масла.

10.        ВЫБОР МУФТ.

10.1.     Выбор муфты для входного вала.

Исходные данные известные из предыдущих расчетов:

-      вращающий момент на валу Т = 17.64 Н×м;

-      частота вращения входного вала n = 700 об/мин;

-      диаметр консольного участка вала d₁ = 18 мм;

-      диаметр консольного участка двигателя d₂ = 28 мм.

Так как диаметры консольного участка вала (18 мм) и консольного участка двигателя (28 мм) неодинаковы, то муфта, соединяющая их, будет нестандартная. Правую полумуфту выберем по ГОСТ 21424-75 для d = 28 мм: D = 120 мм; l = 42 мм. Левую полумуфту изготовим сами для d = 18 мм: D = 120 мм; l = 42 мм. Длина всей муфты L = 89 мм.

Тип муфты – с цилиндрическими отверстиями (рис. 10.1.).