Проверка прочности шпоночных соединений

Шпонки призматические со скруглёнными торцами. Материал шпонок - сталь Ст 45 нормализованная. Размеры сечений шпонок, пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360-78 табл.8.9 [1,с.169].

Напряжения смятия и условие прочности по формуле

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице [σ_см] = 100 120 (МПа).

Ведущий вал:

Сечение А - А

d_в1=21 (мм), (мм); t₁=3,5 (мм);

момент на ведущем валу

.

Сечение В - В

d_к1=18 (мм), (мм); t₁=3,5 (мм);

момент на ведущем валу

.

Ведомый вал:

Сечение Д - Д

Шпонка под колесом

d_к2=35 (мм), (мм); t₁=5 (мм);

момент на ведомом валу

.

Шпонка под колесом

d_в2=24 (мм), (мм); t₁=4 (мм);

момент на ведомом валу

.

11.Уточненный расчет валов

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).

Уточнённый расчёт состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s]. Прочность соблюдена при s [s]=2,5[1,c.162].

Материал валов – сталь 45 нормализованная; =570 (МПа) табл. 3.3 [1,с.34]).

Пределы выносливости и

Ведущий вал:

Сечение А-А:

Это сечение при передаче вращающегося момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Полярный момент сопротивления

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

где табл. 8.5[1,с.165], табл. 8.8[1,с.166]

коэффициент =0,1

Сечение Б-Б:

В этом сечении действуют максимальные изгибающие моменты М_х и М_у и крутящий момент Т₁. Концентрация напряжений вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал.

Суммарный изгибающий момент

Момент сопротивления сечения

Амплитуда нормальных напряжений

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

где табл. 8.7[1,с.166]

Полярный момент сопротивления

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

По табл. 8.7 [1] коэффициент =0,1

Коэффициент запаса прочности

Сечение В-В:

Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки.

Суммарный изгибающий момент

Момент сопротивления сечения

Амплитуда нормальных напряжений

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

где табл. 8.5[1,с.165], табл. 8.8[1,с.166]

Полярный момент сопротивления

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

где табл. 8.5[1,с.165], табл. 8.8[1,с.166]

коэффициент =0,1

Коэффициент запаса прочности

Ведомый вал:

Сечение Г-Г:

В этом сечении действуют максимальные изгибающие моменты М_х и М_у и крутящий момент Т₂. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки.

Суммарный изгибающий момент:

Момент сопротивления сечения:

Амплитуда нормальных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

где табл. 8.5[1,с.165], табл. 8.8[1,с.166]

Полярный момент сопротивления

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

где табл. 8.5[1,с.165], табл. 8.8[1,с.166]

коэффициент =0,1

Коэффициент запаса прочности:

Сведем результаты проверки в таблицу:

Сечение	А-А	Б-Б	В-В	Г-Г
Коэффициент запаса S	11,627	3,891	6,745	14,569

Во всех сечениях s [s]

Дата добавления: 2015-07-26