1.9 Проверка прочности шпоночных соединений

Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360-78 (таблица Д.19).

Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности определяем по формуле

(1.88)

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице составляют _см=100…120 МПа, при чугунной _см=50…70 МПа.

1.10 Проверочный расчет валов

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).

Проверочный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями s. Прочность соблюдена при s  s.

Производим расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.

Ведущий вал (рис. 1.7).

Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с валом).

По табл. Б.3 определим среднее значение предела прочности.

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

_-1 0,43 _в.

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

_-1 0,58 _-1.

Сечение А—А. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

(1.89)

где _-1 – предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба; для углеродистых конструкционных сталей _-1= 0,35_в+ (70…120) МПа;

k_ - эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений, табл. Д.20;

_ - масштабный фактор для нормальных напряжений, табл. Д.21;

_ – амплитуда цикла нормальных напряжений, равная наибольшему напряжению изгиба _и в рассматриваемом сечении

(1.90)

_m – среднее напряжение цикла нормальных напряжений; если осевая нагрузка F_а на вал отсутствует или пренебрежимо мала, то принимают _m=0; в противном случае

(1.91)