8 Подбор и проверочный расчет шпоночных соединений
Вам небходимо:
1. Изучить тему:
«Шпоночные соединения» [2, глава 4, §4.1…4.4 и др.].
2. Выполнить расчетно-графическое задание в следующем объеме:
8.1 Призматические шпонки, применяемые в проектируемых редукторах, проверяют на смятие. Проверке подлежат две шпонки тихоходного вала – под колесом и элементом открытой передачи или полумуфты и одна шпонка на быстроходном валу – под полумуфтой или элементом открытой передачи.
8.2 Определить размеры шпонок [5, К42].
8.3 Принять материал шпонок.
8.4
Определить площадь смятия
,
,
[2, глава 4, §4.3].
8.5
Определить расчетное напряжение на
смятие
,
МПа, [2, глава 4, §4.3].
Условие прочности
на смятие
.
Если расчетное напряжение превышает
допускаемое более чем на 5%, то увеличивают
длину шпонки и соответственно ступицы.
Если при проверке шпонки
окажется
значительно ниже [
],
то можно взять шпонку меньшего сечения
– как для размера
.
Допускаемое напряжение на смятие:
=110…190
МПа при стальной ступице и спокойной
нагрузке;
снижают на 20…25% при колебаниях нагрузки;
снижают на 40…50% при ударной нагрузке;
снижают вдвое при чугунной ступице.
Характерные ошибки:
1. Неправильные вычисления.
2. Неправильно определены размеры шпонок.
3. Неправильно определено допускаемое напряжение на смятие .
9 Проверочный расчет валов редуктора
Вам необходимо:
1. Изучить тему:
«Валы и оси» [2, глава 22, §22.5 и др.].
2. Выполнить расчетно-графическое задание в следующем объеме:
Проверочный расчет валов на прочность выполняют на совместное действие изгиба и кручения. При этом расчет отражает разновидности цикла напряжений изгиба и кручения, усталостные характеристики материалов, размеры, форму и состояние поверхности валов. Условие прочности:
.
9.1 Наметить опасные сечения вала [5, задача11.3].
Опасное сечение
вала определяется наличием источника
концентрации напряжений при суммарном
изгибающем моменте
.
В проектируемых валах одноступенчатых редукторов, как правило, намечаются два опасных сечения на каждом валу: одно – на третьей ступени под колесом (шестерней или червяком); второе на второй ступени под подшипником опоры, смежной с консольной нагрузкой (а для быстроходного вала конического редуктора – на четвертой).
9.2 Определить источники концентрации напряжений в опасных сечениях.
Опасное сечение 2-й (а для быстроходного вала конического редуктора 4-й) ступени быстроходных и тихоходных валов определяют два концентратора напряжений – посадка подшипника с натягом и ступенчатый переход галтелью r между 2-й и 3-й (или 5-й) ступенью.
Концентрацию напряжений на 3-й ступени определяют:
- для тихоходных валов – посадка колеса с натягом и шпоночный паз;
-
для быстроходных валов – при
- ступенчатый переход галтелью r
между диаметрами
и
;
при
- резьба для вала червяка, шлицы для
вала-шестерни цилиндрической и конической.
При
действии в расчетном сечении двух
источников концентрации
напряжений
учитывают только
наиболее опасный из них, с наибольшим
отношением
,
т.е.
посадка с натягом.
9.3 Определить напряжения в опасных сечениях вала [5, задача11.3, таблица 11.1].
Для
определения
и
круглого сплошного сечения вала при
ступенчатом переходе принимают меньший
их двух диаметров смежных ступеней.
9.4 Определить коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений в опасных сечениях вала [5, задача11.3, таблицы 11.2…11.5].
Для
определения значений коэффициентов
применяют интерполирование. Значения
приведены
в разделе 3 «Проектный расчет валов
редуктора» пояснительной записки.
9.5 Определить пределы выносливости в опасных сечениях вала.
Значения
приведены
в разделе 3 «Проектный расчет валов
редуктора» пояснительной записки,
.
9.6 Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям в опасных сечениях вала.
9.7 Определить общий коэффициент запаса прочности в опасных сечениях вала.
9.8 Расчеты оформить в виде таблиц.
Для червячного редуктора выполняют проверочный расчет на жесткость [3]
9.9
Определяем приведенный момент инерции
поперечного сечения червяка
по формуле
.
9.10
Определяем стрелу прогиба червяка
по формуле
.
Характерные ошибки:
1.
Неправильные вычисления
.
2. Неправильно определены значения изгибающих моментов по эпюрам для опасных сечений вала.
3. Неправильное интерполирование при выборе коэффициентов.