 |
IX. Проверка прочности шпоночных соединений.
|
|
|
|
Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360-78 (стр.169). Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
Шпонки:
1 – (под зубчатым колесом) – 14х9х55;
2, 3 – (на выходных концах ведомого вала) – 10х8х35;
4 – (под шестернёй) – 8х7х25;
5 – (на выходном конце ведущего вала) – 10х8 30
Напряжение смятия и условие прочности по формуле (стр.171)
.
Допускаемые напряжения при стальной ступице 
МПа.
Ведущий вал:
Шпонка 4
d= 25 мм; сечение и длина шпонки b x h = 8x 7; t1=4 мм; l= 25 мм; (при длине посадочного участка 31мм.)
момент на ведущем валу 49,23 Н 
м;
(МПа) 
=100-120 МПа.
Шпонка 5
d= 32 мм; сечение и длина шпонки b x h = 10x 8; t1=5 мм; l= 30 мм; (при длине ступицы полумуфты 40мм.)
Момент на ведущем валу 49,23 Н м;;
(МПа) 
=100-120 МПа.
Ведомый вал:
Шпонка 1
d= 45 мм; сечение и длина шпонки b x h = 14 x 9; t1=5.5 мм; l=55 мм; (при длине ступицы 60мм.)
момент на ведомом валу 116,92 Н м;
(МПа) =100-120 МПа.
Шпонка 2,3
d = 32 мм; сечение и длина шпонки b x h = 10 x 8; t1=5мм; l=35 мм; (при длине выходного конца 40мм.)
момент на ведомом валу 116,92 Н м;
(МПа) =100-120 МПа.
 |
X. Уточнённый расчёт валов
Считаем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).
Материал валов - сталь 45 нормализованная σв=570 МПа.
Пределы выносливости σ-1 = 0,43σв = 0,43·570 = 245,1 МПа;
τ-1 = 0,58σ-1 = 0,58·245,1 = 142,158 МПа.
Ведущий вал:
Рассмотрим сечение вала под подшипником, ближайшим к шестерне, так как в этом сечении будут действовать наибольшие изгибающие моменты Мх и Му, а Тz =Т1 по всей длине. Концентрация вызвана напресовкой внутреннего пальца на вал. Изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.
|
|
|
Н · мм. 
Н · мм.
Суммарный момент
Н · мм.
Момент сопротивления сечения
;
Амплитуда нормальных напряжений
.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
,
по таблице 8.7 (стр. 166) отношение 
.
Полярный момент сопротивления:
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям (стр.164)
где 
; 
(для данной стали)
Коэффициент запаса прочности.
Удовлетворяет условиям прочности, s должен быть не менее 
.
Рассмотрим сечение вала под шестерней.
мм, 
мм, 
мм.
Н · мм. 
Н · мм.
Суммарный момент
Н · мм.
Момент сопротивления сечения
;
Амплитуда нормальных напряжений
.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
по таблице 8.7 (стр. 166) отношение 
.
Полярный момент сопротивления:
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям (стр.164)
где 
; (для данной стали)
Коэффициент запаса прочности.
Удовлетворяет условиям прочности, s должен быть не менее .
Ведомый вал:
У ведомого вала следует проверить прочность в сечениях под колесом. Сечение передаётся Т2 /z = 58,225 
Н · мм под колесом
Суммарный изгибающий момент
Н·мм
Момент сопротивления сечения
Амплитуда нормальных напряжений
.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
, где 
.
Полярный момент сопротивления:
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных сопротивлений
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям (стр.164)
,
По таблице 8.7 
;
.
Результирующий коэффициент запаса прочности:
.
Удовлетворяет условиям прочности, s должен быть не менее .
Рассмотрим сечение на выходном конце вала.
мм, 
мм, 
мм.
Н · мм. 
Н · мм.
Суммарный момент
Н · мм.
Момент сопротивления сечения
;
Амплитуда нормальных напряжений
|
|
|
.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
по таблице 8.7 (стр. 166) отношение 
.
Полярный момент сопротивления:
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям (стр.164)
где ; (для данной стали)
Коэффициент запаса прочности.
Удовлетворяет условиям прочности, s должен быть не менее .
 |
|
|
|
