13. Расчет элементов конструкции на прочность

13.1. Расчет шлицевого соединения ([8], стр.860)

13.1.1 Вал 2:

- число зубьев;

- диаметр по впадинам шлицов;

- диаметр по вершинам шлицов;

- ширина зуба;

- фаска;

r = 0,3мм - радиус закругления

- ГОСТ 1139-80.

Проверим шлицы этого вала на смятие:

, где

= 15 МПа;

Т – наибольший допустимый вращающий момент;

Н∙м

= 0,75 – коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузок по рабочим поверхностям зубьев;

F – площадь всех боковых поверхностей зубьев на 1 мм длины, мм²/мм

мм²/мм

r_ср – средний радиус вала

l – рабочая длина зуба

l = 322.22 мм;

Условие выполняется, вал с такими шлицами выдержит нагрузку.

13.1.2. Вал 3:

- число зубьев;

- диаметр по впадинам шлицов;

- диаметр по вершинам шлицов;

- ширина зуба;

- фаска;

r = 0,3мм - радиус закругления

- ГОСТ 1139-80.

Проверим шлицы этого вала на смятие:

, где

= 15 МПа;

Т – наибольший допустимый вращающий момент;

Н∙м

= 0,75 – коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузок по рабочим поверхностям зубьев;

F – площадь всех боковых поверхностей зубьев на 1 мм длины, мм²/мм

мм²/мм

r_ср – средний радиус вала

l – рабочая длина зуба

l = 291.66 мм;

Условие выполняется, вал с такими шлицами выдержит нагрузку.

13.2. Расчет шпоночного соединения

13.2.1. Вал 1

Размеры сечения паза и шпонки по ГОСТ 23360-78 ([5], стр.476 табл.24.29):

D = 33мм - диаметр вала;

- высота шпонки;

- ширина шпонки;

- длина шпонки;

- фаска;

- утопленная часть шпонки;

- выступающая часть шпонки.

Условие прочности ([4], стр. 825):

где

- допускаемое напряжение на смятие;

D - диаметр вала;

,Н∙м - вращающий момент на валу;

Н∙м

l = 25 – длина контакта шпонки с наименьшей ступицей одного колеса;

k = h - t₁ = 9 – 5,5 = 2.3 мм;

- условие прочности выполняется.

13.2.2. Вал 3

Размеры сечения паза и шпонки по ГОСТ 23360-78 ([5], стр.476 табл.24.29):

D = 45мм - диаметр вала;

- высота шпонки;

- ширина шпонки;

- длина шпонки;

- фаска;

- утопленная часть шпонки;

- выступающая часть шпонки.

Условие прочности ([4], стр. 825):

где

- допускаемое напряжение на смятие;

D - диаметр вала;

, Н∙м - вращающий момент на валу;

Н∙м

l = 25 – длина контакта шпонки со ступицей одного колеса;

k = h - t₁ = 9-4 = 5 мм;

- условие прочности выполняется.

13.2.3. Вал 4

Размеры сечения паза и шпонки по ГОСТ 23360-78 ([5], стр.476 табл.24.29):

D = 46мм - диаметр вала;

- высота шпонки;

- ширина шпонки;

- длина шпонки;

- фаска;

- утопленная часть шпонки;

- выступающая часть шпонки.

Условие прочности ([4], стр. 825):

где

- допускаемое напряжение на смятие;

D - диаметр вала;

, Н∙м - вращающий момент на валу;

Н∙м

l = 39.5 – длина контакта шпонки со ступицей одного колеса;

k = h - t₁ = 9-4.4 = 4.6 мм;

- условие прочности выполняется.

13.2.4. Вал 6

Размеры сечения паза и шпонки по ГОСТ 23360-78 ([5], стр.476 табл.24.29):

D = 80мм - диаметр вала;

- высота шпонки;

- ширина шпонки;

- длина шпонки;

- фаска;

- утопленная часть шпонки;

- выступающая часть шпонки.

Условие прочности ([4], стр. 825):

где

- допускаемое напряжение на смятие;

D - диаметр вала;

, Н∙м - вращающий момент на валу;

Н∙м

l = 58 – длина контакта шпонки со ступицей одного колеса;

k = h - t₁ = 16-9.6 = 6.4 мм;

- условие прочности выполняется.