Расчет шпонок

Условие прочности на смятие шпонки определяется по зависимости

где - напряжение смятия; - диаметр вала под шпонкой; - высота шпонки; - глубина шпоночного паза; - рабочая длина шпонки; - допускаемое напряжение смятия, =120Мпа.

1 шпонка (на входном валу редуктора)

мм; мм; мм; мм; мм.

мм

2 шпонка (на выходном валу редуктора)

мм; мм; мм; мм; мм.

Принимаем 90 мм.

3 шпонка (на валу электродвигателя)

мм; мм; мм; мм; мм.

На двигателе стоит шпонка 36 мм

4 шпонка (на колесе промежуточного вала)

мм; мм; мм; мм; мм.

Принимаем 32 мм

5 шпонка (на колесе тихоходного вала)

мм; мм; мм; мм; мм.

Принимаем 60 мм.

11. ВЫБОР МУФТЫ /6/

Муфты предназначены для передачи механической энергии – крутящего момента между двумя соединенными валами. В зависимости от условий эксплуатации муфты могут соединять валы постоянно, либо периодически при помощи оператора или при достижении определенных условий эксплуатации.

В работе механических систем возможны случайные или периодические колебания передаваемого момента, что отрицательно сказывается на динамике машин. Для сглаживания изменений крутящего момента муфта должна обладать упругими свойствами, позволяющими демпфировать (смягчать) случайные изменения момента.

Соединяемые валы при монтаже механизмов будут иметь погрешности установки, которые можно группировать в виде:

1 Погрешности осевого смещения валов ;

2 Погрешности радиального смещения валов ;

3 Погрешности углового перекоса валов .

Чтобы соединить валы между собой с заданными погрешностями монтажа, необходимы муфты, способные компенсировать эти неточности.

Муфта, соединяющая быстроходные валы (вал электродвигателя), в целях уменьшения пусковых моментов должна иметь малый момент инерции. Выберем для нашего привода упругую втулочно - пальцеву муфту МУВП ГОСТ 21424-93 (рисунок 3), которая получила широкое распространение вследствие относительной простоты конструкции и удобству замены упругих элементов.

Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП) –одна из наиболее распространенных упругих муфт. Момент передается через резиновые гофрированные втулки, взаимодействующие с поверхностями отверстий одной из полумуфт и стальнымипальцами, установленными в другой полумуфте. Эти муфты допускают радиальное смещение валов 0, 2–0, 5 мм, осевое – 1–5 мм, угловое – до 1º.Работоспособность муфт определяется стойкостью втулок.

Муфту подбираем по расчетному крутящему моменту на выходном валу редуктора, либо из библиотеки ПК «Компас» по диаметру этого же вала.

Рисунок 28– Муфта упругая втулочно-пальцевая

Приближённый расчёт нагрузок, действующий на муфту в приводе

Т_К=КТ_Н=1, 2*14, 7=17, 6Нм

где Т_Н=14, 7Нм - номинальный длительно действующий момент;

К=1, 2 - коэффициент режима работы.

Исходя из этого, ставим между двигателем и редуктором упругую втулочно-пальцевую муфту с наружным диаметром D=120 мм и допустимым моментом Т=125Нм.

11.1 Расчёт на смятие упругого элемента

Расчёт проводится в предположении равномерного распределения нагрузки между пальцами.

Исходные данные

Вращающий момент Т_К=14, 7Нм

Диаметр пальца d_П=0, 014м

Длина упругого элемента l_ВТ=0, 028м

Диаметр расположения пальцев D₀=0, 084м

Число пальцев z=4

Допускаемое напряжение 2МПа

11.2 Расчёт пальцев муфты на изгиб

Пальцы муфты изготовлены из стали 45.

Исходные данные

Зазор между полумуфтами С=0, 005м

Предел текучести материала [s]_Т=540МПа

Допускаемые напряжения изгиба [s]_И=(0, 4…0, 5)[s]_Т=0, 4*540=216МПа

Предельные смещения валов, исходя из табличных значений, приняты:

радиальные D_S=0, 1мм

угловые g_S=0, 3мм

осевые w_S=0, 8мм

12. КОНСТРУИРОВАНИЕ РАМЫ ПРИВОДА /6/

Основные размеры рамы:

длина

L₁=564 мм

ширина

B₁»457 мм

Эти размеры соответствуют расстоянию между опорами электродвигателя и редуктора, увеличенному на 10мм.

высота

H₁=0, 1L₁=0, 1*564=56, 4мм.

Принимаем для устойчивости и для удобства крепления 100мм.

Для изготовления рамы выбираем швеллер 10П ГОСТ8240-97, тип рамы сварной, применяемой для мелкосерийного производства. Швеллера, как правило, располагают полками наружу.

Для крепления рамы к полу цеха применены фундаментные болты в количестве 6 штук (рисунок 16).

Рисунок 26 – Типы фундаментных болтов.

13. РАСЧЕТ КРЕПЛЕНИЯ РЕДУКТОРА К РАМЕ/4, 5/

Исходные данные для расчета болтов крепления к раме

Вращающий момент на входном валу редуктора , Нм	Вращающий момент на выходном валу редуктора , Нм	Количество болтов, крепящих корпус редуктора к раме, z	Коэфф-т внешней нагрузки,	Коэффициентбезопасности, S
14, 7	550, 7		0, 25

Размеры опорной поверхности основания редуктора (рисунок 6).

, мм	, мм	, мм	, мм	a, мм	b, мм

Рисунок 27 - Нагрузки, действующие на болты крепления