8 подбор и проверка шпоночных соединений

8 ПОДБОР И ПРОВЕРКА ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Шпоночные соединения предназначены для передачи крутящего момента от вала к насаженной на нём детали и наоборот. Преимущество их в том, что они являются простыми и надёжными соединениями в эксплуатации, но шпоночные соединения ослабляют вал и ступицу шпоночными пазами и вызывают концентрацию напряжений. Для соединения ступицы шкива или полумуфты с хвостовиками валов принимаем призматические шпонки (в зависимости от диаметра хвостовика).

Примем призматические обыкновенные шпонки.

8.1 Проверка шпонок по напряжению смятия:

Асм- площадь поперечного сечения при смятии.

Для сталь 3: [σ_c_м] = 70…100 H/мм²

Ft= Н

По диаметру хвостовика d_хв1=28 мм выбираем шпонку

b×h=8×7 t₁=4 t₂=3,3

8.2 Определяем рабочую длину шпонки:

L_хв=L_ст=(1…2)d_хв мм

L_хв=(1…2)·28=42 мм

L_шп= L_ст-(5…10) мм

L_шп=42-10=32 мм (по ст СЭВ 189-75 L_{шп ф}=32мм)

L_раб= L_шп-b мм

L_раб=32-6=26 мм

А_см= L_раб(h-t₁)

Н/мм²

8.3 Проверка шпонки по напряжению среза:

[τ_СР]=60…90 МПа

А_СР=b·L_раб мм²

Так как условие прочности на смятие выполняется, то берем 1 шпонку

8.4 Определяем рабочую длину шпонки для второго вала на выходе:

L_хв=1d_хв=1∙55=55мм

L_шп= L_хв – (5…10) мм

L_шп= 55-10=45 мм

8.5 По диаметру хвостовика d_хв=55мм выбираем шпонку:

b×h = 16×10 t₁=6 t₂=4,3

L_раб= L_шп-b мм

L_раб= 45-16=29 мм

А_см= L_раб(h-t₁) мм²

Н/мм² >[σ_см]

8.6 Проверка шпонки по напряжению среза:

А_СР=b·L_раб мм²

Так как условие прочности на смятие не выполняется, то берем 2 шпонки

9 РАСЧЁТ МУФТЫ

Для соединения валов принимаем муфты упругие втулочно-пальцевые, которые изготавливаются по ГОСТ 21424-93. МУВП получили наиболее широкое распространение в практике, так как просты по конструкции, надёжны в эксплуатации, обеспечивают лёгкость монтажа и демонтажа. Муфта состоит из двух полумуфт, на одной из которых закрепляются пальцы с надетыми на них упругими втулками. Полумуфты изготовляются из чугуна СЧ 21–40, а пальцы изготовляются из стали 45, втулки из специальной резины. Муфты выбираются по М_{кр расч} – расчётному крутящему моменту и диаметрам хвостовиков, на которые она устанавливается.

М_{кр расч} = М_{кр ном}·α₀ = 506,18·1,5= 759,27 Н·м

Выбираем МУВП, для которой:

М_кр = 1000 Н∙м; L₁ = 82 мм; l_1,2=170 мм; D₁=220 мм;

d=56 мм; n=2850 мин^-1

9.1 Проверка пальцев на изгиб Z – число пальцев:

σ_и= М_и/W₀ ≤ [σ₀] = 80…90 МПа; М_и = F_t·(l_n/2); F_t = 2·М_кр/D·Z

W₀ = π·d_n³/32 = 0,1· d_n³

; МПа