8. Проверка прочности шпоночных соединений

Проверка прочности шпоночных соединений

Шпонки призматические со скруглёнными торцами. Материал шпонок – сталь45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице

=100-120 МПа;

Ведущий вал:

Нм;

d=20мм, b-h-l=6-6-32 мм; t1=3,5 мм;

МПа<

Ведомый вал. Проверяем шпонку под зубчатым колесом:

d=40 мм, b-h-l=12-8-40 мм, t1=5 мм; Т2=59950 Нм;

МПа<

Проверяем шпонку на выходном конце вала:

d=32 мм, b-h-l=10-8-50; t1=5 мм;

МПа< ;

10.Уточнённый расчёт валов

Ведущий вал. Материал вала тот же, что и для шестерни

(шестерня выполнена за одно целое с валом), т.е. сталь45,

термообработка-улучшение.

Предел прочности =780Мпа.

Пределы выносливости:

=0,43 =0,43*780=335.4 Мпа;

=0,58 =0,58*400=194.5 Мпа;

Сечение А-А. В этом сечении при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту возникают только касательные напряжения. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности

n= ;

-эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений;

- масштабный фактор;

- коэффициент;

для углеродистых и легированных сталей =0,1; [4, c.166];

, - амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла

;

T1 – крутящий момент на ведущем валу;

- момент сопротивления кручению;

При диаметре вала d=20 мм;

ширине шпонки b=6 мм;

глубине шпоночного паза на валу t1=3,5 мм

= мм

Нм;

Н/мм

при =780 Мпа ;

при диаметре вала d=20 мм и используемой стали 45 ;

(определено ранее);

Приняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты l = 34 мм, получим изгибающий момент в сечении А-А от консольной нагрузки

Амплитуда нормальных напряжений изгиба [2. с. 314]

_m = 0 – среднее напряжение.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям [4, c. 163, 166]: k_ = 2.76, _ =0.83.

Результирующий коэффициент запаса прочности

Такой большой коэффициент запаса прочности объясняется тем, что диаметр вала был увеличен при конструировании для соединения его стандартной муфтой с валом электродвигателя.

По той же причине проверять прочность в сечении Б-Б и В-В нет необходимости.

Ведомый вал. Материал-;сталь45, термообработка-нормализация.

предел прочности =590 Мпа.

Пределы выносливости: =0,43 =0,43*590=254 Мпа;

=0,58 =0,58*254=147 Мпа;

8. Посадки основных деталей редуктора.

Посадки назначаем в соответствии с указаниями, данными в табл.8.11[4,с.169]. Посадка зубчатого колеса на вал H7/p6. Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6, отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по H7. Остальные посадки назначаем,пользуясь данными табл.8.11[4,с.169].

Рассмотрим характерные виды посадок в проектируемом редукторе

1. П осадка зубчатого колеса на вал : ф40 ;

p6 +0,042

+0,025 +0,026

H7

Минимальный натяг 0,001мм.

Максимальный натяг 0,042 мм.

ǿ40