Подбор и расчет шпонок

2.6 Подбор и расчет шпонок

Для соединения валов деталями передающими вращение применяют главным образом призматические шпонки стали 45 стали 6. Принимаем при проектировании шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок, пазов и длины шпонок берем по СТЭВ 189-75

 определяем напряжение смятия и условие прочности:

 (6.22 [1, с.102])

где: М – вращающий момент на валу, Н·мм;

d – диаметр вала в месте установки шпонки, мм;

h – высота шпонки, мм;

l – длина шпонки, мм;

b – ширина шпонки, мм;

t₁ – глубина паза вала, мм;

[s_см] – допускаемое напряжение смятия, при стальной ступице (100¸200) Н/мм², при чугунной ступице (50¸70) Н/мм².

Ведущий вал:

Диаметр вала d_в1 = 38 мм, М₁ = 52,3 Н^.мм,

Шестерню выполняем за одно целое с валом

Рассчитываем шпонку под полумуфту

По таблице 6.9 [1. c.103] выбираем сечение и длину шпонки b x h x l = 10х8х50 мм, глубина паза t₁ = 5 мм. При длине ступицы полумуфты МУВП 58 мм.

Условие прочности выполняется.

Ведомый вал:

Рассчитываем шпонку под полумуфту

Диаметр вала d_в2 = 45 мм, М₂ = 201,8 Н^.мм,

По таблице 6.9 [1. c.103] выбираем сечение и длину шпонки b x h x l = 10х8х74 мм, глубина паза t₁ = 5 мм, t₂ =3.3 мм. При длине ступицы полумуфты МУВП 82 мм.

Условие прочности выполняется.

Шпонки под зубчатое колесо

Диаметр вала d_К2 = 50 мм, М₂ = 201,8 Н^.мм,

По таблице 6.9 [1. c.103] выбираем сечение и длину шпонки b x h x l = 14х9х50 мм, глубина паза t₁ = 5,5 мм, глубина паза на колесе t₂ = 3,8 мм. При длине ступицы полумуфты МУВП 60 мм.

Условие прочности выполняется.

 

2.7 УТОЧНЁННЫЙ РАСЧЁТ ВАЛОВ

Уточнённый расчёт состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и в сравнении их с допускаемым значением  Прочность соблюдена при n > .

 Ведущий вал.

 По сколько при конструировании диаметры вала шестерни были увеличены по сравнению с расчитаными для соединения её муфтой с валом электродвигателя, по этому уточненный расчет вала производить нет смысла.

Ведомый вал.

Материал вала сталь 45 термическая обработка – нормализация.

Диаметр заготовки до 70мм среднее значение  

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

Сечение А-А. Концентрация напряжения обусловлена наличием шпоночной канавки /1, таб.8.5/:, , /1, таб.8.8/; /1, стр.163 и 166/.  

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости

Изгибающий момент в вертикальной плоскости

Суммарный изгиб моментов в сечении А-А

Момент сопротивления изгибу сечения нетто при d=50мм, b=16, t₁=10

 

Момент сопротивления кручению сечения нетто

 

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А

 

Сечение К-К. Концентрация напряжения обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягиванием /, , [1, таб.8.8]; [1, стр.163 и 166]  

Изгибающий момент

Осевой момент сопротивления при d=45мм.

 

Полярный момент сопротивления

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения К-К

Сечение Л-Л. Это сечение при передачи вращающего момента от ведомого вала через муфту.

Концентрация напряжения обусловлена переходом от ш 45мм к ш38мм /1, таб.8.5/:, , /1, таб.8.8/; /1, стр.163 и 166/.

Внутренние силовые факторы те же, что и для сечения К-К

Осевой момент сопротивления сечения при d=38мм.

 

Полярный момент сопротивления

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

Коэффициент запаса прочности

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Л-Л

 

Сечение Б-Б. Концентрация напряжения обусловлена наличием шпоночной канавки /1, таб.8.5/:, , /1, таб.8.8/; /1, стр.163 и 166/.  

Изгибающий момент

Момент сопротивления изгибу сечения нетто при d=38мм, b=10мм, t₁=5мм

Момент сопротивления кручению сечения нетто

 

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

Коэффициент запаса прочности

Коэффициент запаса прочности

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Б-Б

Результаты поверки сводим в таблицу:

Таблица 4.

Сечение	А-А	К-К	Л-Л	Б-Б
Коэффициент запаса S	9.39	5,05	2.9	3.18