Выбор шпоночных соединений

Шпоночное соединения с призматической шпонкой ГОСТ 23360 – 78 выбираем по таблице К42[3], их размеры зависят от диаметра вала на который они ставятся.

Шпонку на валу электродвигателя выбираем по табл. К10[3] и К42[3]:

табл.12.1

Вал	Диаметр вала d мм	Сечение шпонки мм	Фаска мм	Глубина паза мм	Длина l мм
b	h	t1	t2
Электродвигатель (под ведущий шкив)				0,4…0,6		3,3
Быстроходный, вал (под ведомый шкив)				0,25…0,4	3,5	2,8
Тихоходный вал (под червячное колесо)				0,4…0,6		4,3
Тихоходный, вал колеса (под муфту)				0,4…0,6		3,3

Поверочный расчет шпонок.

Шпонка призматическая со скругленными торцами. Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условия прочности определяем по формуле [ст.170, 1]:

;

Где – окружная сила на колесе, Н;

А_см =(h – t₁)l_p – площадь смятия, мм;

Тогда получим: ;

Электродвигатель (под ведущий шкив):

При чугунной ступице [s]_см = 55-95 МПа.

Передаваемый момент Т = 10,72 Н×м.

МП;.

Проверяем: s_см < [s]_см

Быстроходный, вал (под ведомый шкив):

При чугунной ступице [s]_см = 55-95 МПа.

Передаваемый момент Т = 5,66 Н×м.

МПа;

Проверяем: s_см < [s]_см;

Тихоходный вал (под червячное колесо):

При стальной ступице [s]_см = 110-190 МПа.

Передаваемый момент Т = 112,068 Н×м.

МПа;

Проверяем: s_см < [s]_см;

Тихоходный, вал колеса (под муфту):

[s]_см = стальной ступице 110-190 МПа.

Передаваемый момент Т = 247,8 Н ×м.

МПа;

Проверяем: s_см < [s]_см;

13. Проверочный расчёт валов.

I Быстроходный вал:

а) шпоночное соединение:

1. Определяем напряжение в опасных сечениях вала:

;

где М – суммарный изгибающий момент;

W_нетто - осевой момент сопротивления сечения вала;

;

мм³;

Н/мм²;

2. Определяем амплитуду цикла:

;

где W_ρнетто = ;

W_ρнетто = мм³;

Н/мм²;

3. Определяем коэффициент нормальных касательных напряжений:

(К_σ)_D = ;

(К_τ) = ;

где К_σ, – коэффициенты концентрации напряжения, 1,6 по табл. 11.2[3];

К_τ – коэффициенты концентрации напряжения, 1,4 по табл. 11.2[3]

К_d – коэффициент влияние абсолютных размеров, 0,77 по табл. 11.3[3];

К_F– коэффициент влияние шероховатости, 1,05 по табл. 11.4[3];

К_у – коэффициент влияние поверхности упрочнения, 2,4 по табл. 11.5[3];

(К_σ)_D = ;

(К_τ) = ;

4. Определяем пределы выносливости на расчётном сечении вала:

; ;

где σ_-1 = 260Н/мм² табл. 3.2[3];

τ_-1 0,58 σ_-1=150,8 Н/мм²;

Н/мм²; Н/мм²;

5. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

; ;

; ;

6. Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

;

где [s] = 2,1;

;

б) вал червяка:

1. Определяем напряжение в опасных сечениях вала:

мм³;

Н/мм²;

2. Определяем амплитуду цикла:

W_ρнетто = мм³;

Н/мм²;

3. Определяем коэффициент нормальных касательных напряжений:

где К_σ, – коэффициенты концентрации напряжения, 2,15 по табл. 11.2[3];

К_τ – коэффициенты концентрации напряжения, 2,1 по табл. 11.2[3];

К_d – коэффициент влияние абсолютных размеров, 0,77 по табл. 11.3[3];

К_F– коэффициент влияние шероховатости, 1,05 по табл.

11.4[3];

К_у – коэффициент влияние поверхности упрочнения, 2,4 по табл. 11.5[3];

(К_σ)_D = ;

(К_τ) = ;

4. Определяем пределы выносливости на расчётном сечении вала:

где σ_-1 = 260Н/мм² табл. 3.2[3];

τ_-1 0,58 σ_-1=150,8 Н/мм²;

; ;

5. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Н/мм²; Н/мм²;

6. Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

;

;

II Тихоходный вал:

а) шпоночное соединение(под колесо):

1. Определяем напряжение в опасных сечениях вала:

мм³;

Н/мм²;

2. Определяем амплитуду цикла:

W_ρнетто = мм³;

Н/мм²;

3. Определяем коэффициент нормальных касательных напряжений:

где К_σ, – коэффициенты концентрации напряжения, 1,6 по табл. 11.2[3];

К_τ – коэффициенты концентрации напряжения, 1,4 по табл. 11.2[3]

К_d – коэффициент влияние абсолютных размеров, 0,70 по табл. 11.3[3];

К_F– коэффициент влияние шероховатости, 1,05 по табл. 11.4[3];

К_у – коэффициент влияние поверхности упрочнения, 1,6 по табл. 11.5[3];

(К_σ)_D = ;

(К_τ) = ;

4. Определяем пределы выносливости на расчётном сечении вала:

где σ_-1 = 260 Н/мм² табл. 3.2[3];

τ_-1 0,58 σ_-1=150,8 Н/мм²;

Н/мм²; Н/мм²;

5. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

; ;

6. Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

;

;

б) шпоночное соединение(под муфту):

2. Определяем напряжение в опасных сечениях вала:

мм³;

Н/мм²;

2. Определяем амплитуду цикла:

W_ρнетто = мм³;

Н/мм²;

3. Определяем коэффициент нормальных касательных напряжений:

где К_σ, – коэффициенты концентрации напряжения, 1.6 по табл. 11.2[3];

К_τ – коэффициенты концентрации напряжения, 1,4 по табл. 11.2[3]

К_d – коэффициент влияние абсолютных размеров, 0,70 по табл. 11.3[3];

К_F– коэффициент влияние шероховатости, 1,05 по табл. 11.4[1];

К_у – коэффициент влияние поверхности упрочнения, 1,6 по табл. 11.5[3];

(К_σ)_D = ;

(К_τ) = ;

4. Определяем пределы выносливости на расчётном сечении вала:

где σ_-1 = 260 Н/мм² табл. 3.2[3];

τ_-1 0,58 σ_-1=150,8 Н/мм²;

; ;

5. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

; ;

6. Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

;

;

Дата добавления: 2015-07-08