5.Выбор и проверочный расчёт шпоночных соединений.

Рис. 6

Проверочный расчет из условия прочности шпонки на смятие выполняется из условия:

см  [см],

[см] = 100 МПа

см = F / A см,

где F = 2 T / d,

T – передаваемый вращающий момент, Н мм;

d – диаметр вала в месте установки шпонки, мм;

Aсм = (h – t₁)  l_p,

где l_p - рабочая длина шпонки, мм;

для шпонки со скругленными торцами

h – высота шпонки, мм;

t₁ –глубина паза вала, мм

Выполним проверочный расчет шпонки под ступицей косозубого колеса промежуточного вала II.

Задано d вала = 50 мм;

размеры шпонки:

b = 16 мм;

h =10 мм;

l = 50 мм;

lp= 40 мм;

t₁ = 6 мм;

Вращающий момент на промежуточном валу = 440 10³ Н мм.

Проверочный расчет из условия прочности шпонки на смятие:

см  [см],

[см] = 100 МПа

см = 2T /(d  (h – t₁)  l_p) = (2  440  10³ ) /(50  40 (10-6)) = 109.9 МПа > [см] = 100 Мпа

Шпонка не удовлетворяет условию на смятие, установим две шпонки под углом 180˚, в этом случае напряжения смятия составят см = 54,95 МПа. < [см] = 100 МПа.

Проверочный расчет шпонки на срез:

 ср  [ ср];

[ ср] = 60 МПа,

 ср = 2T / dl = (2 440 10³ )/ (50 5016) = 22 МПа < [ ср] = 60 Мпа

Схема установки 2 шпонок:

Рис. 7

Выполним проверочный расчет шпонки под зубчатым колесом тихоходного вала.

Задано d вала = 70 мм;

размеры шпонки:

b = 20 мм;

h = 12 мм;

l = 70 мм;

lp= 50мм;

t₁ = 7,5 мм,

Вращающий момент на тихоходном валу T = 1300 10³ Н мм.

Проверочный расчет из условия прочности шпонки на смятие:

см  [см],

[см] = 100 МПа

см = 2T / (d  (h – t₁)  l_{p) =} 2  1300 10³ / (75  50 (12 –7,5)) = 165МПа > [см] = 100 МПа

Шпонка не удовлетворяет условию на смятие, установим две шпонки под углом 180˚,, в этом случае напряжения смятия составят см = 82 МПа. < [см] = 100 МПа.

Проверочный расчет шпонки на срез:

 ср  [ ср];

[ ср] =60 МПа,

 ср = 2T / dl = 2 1300 10³ / (70 70 20) = 26,5 МПа < [ ср] = 60 Мпа

Схема расположения шпонок показана на Рис.7

Выполним проверочный расчет шпонки под муфтой на тихоходном валу.

Задано d вала = 60 мм;

размеры шпонки:

b = 18 мм;

h = 11мм;

l = 100 мм;

lp=82мм;

t₁ = 7мм,

Вращающий момент на тихоходном валу Т=1300 10³ Н мм.

Проверочный расчет из условия прочности шпонки на смятие:

см  [см],

[см] = 110 МПа

см = 2T / (d  (h – t₁)  l_p) = 2·1300·10³/(60· 82·(11-7))=132.1 МПа > [см] = 100 МПа.

Шпонка не удовлетворяет условию на смятие, установим две шпонки под углом 180˚, в этом случае напряжения смятия составят см = 66 МПа. < [см] = 100 МПа.

Схема расположения шпонок показана на Рис.7

Результаты расчётов шпоночных соединений Результаты расчётов шпоночных соединений

Вал	Обозначение шпонки	см, МПа	Примечание
Пр	16х10х50	54	Две шпонки под углом 180˚
Т	20х12х70	74,5	Две шпонки под углом 180˚
Т	18х11х100	120	Две шпонки под углом 180˚

Все результаты удовлетворяют условию прочности.