8.2. Ведомый вал.

Для диаметра мм (п. 3.10.2) по ГОСТ 23360-78 (с. 302, табл. 11.7, [7]) размеры призматической шпонки следующие:

мм,

мм,

мм,

мм,

,

где - длина полумуфты.

Для диаметра ведомого вала d=d₃=80 мм(п. 3.10.2) и вращающего момента Н·м (п. 6.2) принимаем муфту упругую втулочно-пальцевую (МУВП), для которой (с. 463, табл. 15.5, [7])[Т]=2000 Н·м - допускаемый вращающий момент, D=250 мм - диаметр МУВП, L=348 мм - длина МУВП, мм - длина полумуфты.

Тогда длина шпонки

мм.

Длины шпонок выбирают из ряда …, 50, 56, 63, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200,…с.302, [7].

Проверяем условие прочности на смятие (8.2), т.е.

Н/мм²≤ [σ_CМ]=(100÷120)Н/мм²,

т.е. условие прочности выполняется.

Для ведомого вала при мм (п. 3.10.2) (с. 302, табл. 11.7, [7]).

мм,

мм,

мм,

мм,

мм,где мм (п. 3.5), тогда условие прочности на смятие (8.2)

Н/мм²≤ [σ_CМ]=(100÷120) Н/мм²

тоже выполняется.

Таблица 15.5, [7]

Упругие втулочно-пальцевые муфты. Размеры, мм

[Т], Н·м	Диаметр вала	D	L	l
31,5	16; 18	90	81	40
63	20; 22	100	104	50
125	25; 28	120	125	60
250	32; 35; 38 40; 42; 45	140 140	165 225	80 110
500 710	40; 42; 45 45; 50; 55; 56	170 190	225 226	110 110
1000	50; 55; 56 60; 63; 65; 70	220 220	226 226	110 140
2000	63 – 75 80 - 90	250 250	288 348	140 170
4000 8000	80 – 95 100 - 125	320 400	350 432	170 210

Примечание:

1. Табличные данные относятся к муфтам типа 1 – с цилиндрическими отверстиями, исполнения 1 – для длинных концов вала.

2. Допускается сочетание полумуфт разных типов и исполнений в разными диаметрами посадочных отверстий в пределах одного и того же номинального момента.

9. Уточненный расчет вала. (Расчет на сопротивление усталости)

Расчет вала на сопротивление усталости выполняется как проверочный расчет для определения коэффициента запаса прочности nв опасном его сечении. Опасным считается то сечение вала, для которого коэффициент запаса прочности имеет наименьшее значение. Практические расчеты показывают, что в большинстве случаев опасным сечением вала можно считать сечение, где возникают наибольшие значения крутящего и суммарного изгибающего моментов.

Для обеспечения прочности вала необходимо выполнение следующего условия:

,

где - допускаемый коэффициент запаса прочности. При таком условии расчет вала на жесткость можно не проводить.

Общий коэффициент запас прочности nопределяется по формуле:

,

откуда

, (9.1)

где коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

, (9.2)

а коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

. (9.3)

Пределы выносливости (усталости) материала вала при симметричных циклах изгиба и кручения (рис. 9.1 и 9.2) для углеродистой стали можно определить по эмпирическим формулам:

, (9.4)

. (9.5)

Тогда среднее напряжение (рис.9.1)

,

амплитудное напряжение

, (9.6)

где М_и - наибольший суммарный изгибающий момент, W_Z - момент сопротивления при изгибе.

Рис. 9.1. Закон изменения

нормальных напряжений

во времени

В данном случае возникает еще и нормальное напряжение от осевой силыF_a, поэтому можно принять

,

где d – диаметр вала.

Касательное напряжение при кручении также изменяется по пульсационному циклу (рис. 9.2), тогда

, (9.7)

где Т_К – крутящий момент, –полярный момент сопротивления.

Далее, –эффективные коэффициенты напряжения изгиба и кручения; - коэффициенты масштабного фактора; Рис. 9.2. Закон изменения – коэффициент, учитывающий качество касательных напряжений обработки поверхности. При шероховатости

во времени мкм, (с. 298, [7]) принимают .