Билет №9

1) Шпоночное соединение образуют вал, шпонка и ступица колеса (шкива, звездочки, маховика и т.д.). Шпонка – деталь, соединяющая вал и ступицу. Она служит для передачи вращающего момента от вала к ступице или наоборот.

Шпоночные соединения можно разделить на две группы: ненапряженные и напряженные. К ненапряженным относят соединения призматическими и сегментными шпонками, к напряженным – соединения клиновыми шпонками.

Шпонки стандартизованы:

- призматические шпонки – ГОСТ 23360-78

- сегментные шпонки – ГОСТ 24071-97

- цилиндрические шпонки (штифты) – ГОСТ 3128-70, ГОСТ 12207-79

- клиновые шпонки – ГОСТ 24068-80

- тангенциальные клиновые шпонки – ГОСТ 24069-97, 24070-80

В машиностроении наибольшее распространение нашли ненапряженные неподвижные шпоночные соединения как более простые в изготовлении, клиновые шпонки применяются редко.

Материал шпонок

Стандартные шпонки изготовляют из конструкционной углеродистой стали с пределом прочности не менее 500 МПа. Чаще всего применяют стали марок Ст6; 45; 50; 60. Значение допускаемых напряжений смятия зависит от режима работы, прочности материалов вала и ступицы, типа посадки ступицы на вал - в пределах [см] = 60…150 МПа (меньшие значения для чугунных ступиц и при неравномерной и ударной нагрузке, большие – для стальных ступиц).

Условное обозначение

В условном обозначении призматической шпонки указывают номерисполнения (кроме исполнения 1), размеры поперечного сечения bхh, длину шпонки l и номер стандарта. Призматическая шпонка исполнения 1 (скругленная с двух сторон) и размерами b = 8 мм, h = 7 мм, l = 18 мм: Шпонка 8х7х18 ГОСТ 23360-78.

Какой должна быть шпонка на валах?(таблица подбора шпонок)

Для правильной и долговечной работы мотор-редукторов очень важно, чтобы их соединение было правильным. Одной из важнейших частей соединения мотора и редуктора является шпонка. Правильно подобранные размеры шпонки гарантируют долговечную работы привода. Размеры в зависимости от валов представлены в следующей таблице:

2) Расчет валов на усталостную прочность является основным и обязательным. В нем учитываются характер изменения напряжений, характеристики выносливости материалов, факторы концентрации напряжений и т.д.. Чтобы определить амплитуду и среднее значение касательных напряжений, надо знать истинный характер изменения крутящего момента Т в реальных условиях эксплуатации машины. В расчетах принимают изменение касательных напряжений по пульсирующим циклом для вращающихся валов только в одну сторону, и по симметричным циклом для валов с переменным направлением передачи нагрузки.

При расчетах вала на усталостную прочность, для определения коэффициентов запаса прочности нужно выбирать сечения, где возникают максимальные напряжения и размещены концентраторы напряжений. В некоторых случаях наличие фактора концентрации напряжений в любом сечении вала является достаточным условием необходимости выполнения расчета на усталостную прочность даже при незначительных номинальных напряжениях в этом сечении.

В некоторых сечениях валов могут возникать только нормальные g или только касательные т напряжения. Тогда определяют SG или ST, а расчетный коэффициент запаса прочности S = ​​SG или S = ​​ST.

Расчет валов на усталостную прочность выполняют с учетом переменных режимов нагрузки машин на протяжении срока их службы. Однако из-за отсутствия достаточного количества достоверных экспериментальных данных по этому вопросу в последнее время ограничиваются расчетами валов, работающих с постоянным режимом нагрузки, т.е. выходят из неблагоприятных условий погрузки валов.