10 Перевірка міцності шпонкових з’єднань
Шпонка призматична із скругленими кінцями. Розміри січень шпонок і пазів по ГОСТ 23360-78.
Матеріал шпонок – сталь 45 нормалізована.
Напруження зминання і умови міцності по формулі 8.22 [2]
.
Допустимі напруження
зминання при стальній ступиці
МПа.
Ведучий вал.
Шпонка на вхідній ділянці вала: d1=25
мм, вxhxl=8x7x40 мм, t1=4
мм. Крутний момент на ведучому валу
Н∙м;
МПа <
.
Ведений вал.
З двох шпонок під зубчастим колесом і
на вихідній ділянці більше навантажена
друга (менші розміри шпонки і менший
діаметр вала).
Н∙мм;
мм;
мм;
4
мм.
МПа <
.
11 Уточнений розрахунок валів
Приймемо, що нормальні напруження від згину змінюються по симетричному циклу, а дотичні від кручення – по віднульовому (пульсуючому).
Уточнений розрахунок складається з визначення коефіцієнтів запасу міцності для описаних нижче перерізів і порівняння їх з необхідними значеннями.
Будемо проводити розрахунок для можливо небезпечних січень кожного з валів.
Ведучий вал.
Матеріал вала сталь 45, термообробка – нормалізація.
По таблиці 3.3 [4] при діаметрі
заготовки до 125 мм середнє значення
МПа.
Межа витривалості при симетричному числі циклів згину
МПа.
Межа витривалості при симетричному числі циклів кручення
МПа.
Переріз
А-А. Концентрацію
напружень викликає наявність шпонкового
пазу. Згинаючий момент у перерізі
Площа поперечного перерізу:
Момент опору:
Полярний момент опору:
Коефіцієнти, що враховують чутливість до асиметрії циклу:
Амплітуда напружень згину:
Середнє напруження циклу:
Амплітуда і середнє напруження дотичних напружень
Коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженнями:
.
Коефіцієнт запасу міцності по дотичним напруженням:
.
Коефіцієнт запасу міцності:
.
Переріз Б-Б.
Концентрація напруженостей зумовлена
напресовкою підшипника: Приймаємо
,
табл. 7.10 [5], КF=0,953.
Площа поперечного перерізу:
Згинаючий момент:
Момент опору для круглого перерізу:
Полярний момент опору для круглого перерізу:
Амплітуда напружень згину:
Амплітуда і середнє напруження дотичних напружень
Коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженнями:
.
Коефіцієнт запасу міцності по дотичним напруженням:
.
Коефіцієнт запасу міцності:
.
У всіх випадках
.
Ведений вал.
Матеріал вала сталь 5,
термообробка – нормалізація,
МПа.
Межа витривалості при симетричному числі циклів згину
МПа.
Межа витривалості при симетричному числі циклів кручення
МПа.
Переріз
А-А. Концентрацію
напружень викликає наявність шпонкового
пазу. Згинаючий момент у перерізі
Площа поперечного перерізу:
Момент опору:
Полярний момент опору:
Амплітуда напружень згину:
Середнє напруження циклу:
Амплітуда і середнє напруження дотичних напружень
Коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженнями:
.
Коефіцієнт запасу міцності по дотичним напруженням:
.
Коефіцієнт запасу міцності:
.
Переріз Б-Б.
Концентрація напруженостей зумовлена
напресовкою підшипника: Приймаємо
,
табл. 7.10 [5], КF=0,906.
Площа поперечного перерізу:
Згинаючий момент:
Момент опору для круглого перерізу:
Полярний момент опору для круглого перерізу:
Амплітуда напружень згину:
Середнє напруження циклу:
Амплітуда і середнє напруження дотичних напружень
Коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженнями:
.
Коефіцієнт запасу міцності по дотичним напруженням:
.
Коефіцієнт запасу міцності:
.
У всіх випадках .