9 Перевірка міцності шпонкових з’єднань

Шпонки призматичні з округленими торцями. Розміри перетинів шпонок і пазів і довжини шпонок - за ГОСТ 23360–78.

Матеріал шпонок — сталь 45 нормалізована. Напруження зминання й умова міцності за формулою:

 ≤ [_зм]

Допустимі напруження зминання при сталевій маточині

[_зм] = 100 ÷ 200 МПа, при чавунній [_зм] = 50 ± 70 МПа.

Ведучий вал:

d = 32 мм,

b h = 10  8 мм,

t₁ = 5 мм,

довжина шпонки l = 70 мм,

момент на ведучому валу T₁=78 10³ Нмм

_зм= = 35,3 МПа < [_зм]

(матеріал напівмуфт МПВП - чавун марки СЧ 20).

Ведений вал

З двох шпонок — під зубчастим колесом і під зірочкою — більш навантажена друга. Перевіряємо шпонку під зірочкою:

d = 45 мм,

b  h = 14  9 мм,

t₁= 5,5 мм,

довжина шпонки l = 50 мм,

момент Т₂= 39010³ Нмм

_зм = = 137 МПа > [_зм]

Умову _зм < [ _зм ] – не виконано. Рекомендується поставити дві шпонки під кутом 180°, або перейти до шліцевого з’єднання.

КП 07.012023.100 ПЗ

10. Уточнений розрахунок валів.

Ведений вал

Матеріал вала - сталь 40ХН поліпшена; _в = 930 МПа

Границі витривалості _-1= 0,43930=400МПа і _-1= 0,58 ∙400= 232 МПа.

Перетин А— А. Діаметр вала в цьому перетині 55 мм. Концентрація напружень обумовлена наявністю шпонкової канавки

k_=l,90 і k_τ=1,9 масштабні фактори ε_= 0,68, ε_=0,68 ;

коефіцієнти _= 0,25 і _τ= 0,1

Крутний момент Т₂ =39010³ Нмм.

Згинальний момент у горизонтальній площині (див.рисунок 7)

М΄=R_х3l₂=7362 =4,510³ Нмм.

Згинальний момент у вертикальній площині

Сумарний згинальний момент у перетині А-А

Момент опору крученню (d = 55 мм; b = 16мм; t₁=6мм)

Момент опору згинанню (таблиця У.1 )

Амплітуда і середнє напруження циклу дотичних напружень

Aмплітуда нормальних напружень згинання

середнє напруження _m=0.

КП 07.012023.100 ПЗ

Коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженнями

Коефіцієнт запасу міцності за дотичними напруженнями

Результуючий коефіцієнт запасу міцності для перетину А-А

Перетин К-К. Концентрація напружень обумовлена посадкою підшипника з гарантованим натягом ;

МПа і МПа

Приймаємо _=0,15 і _=0,1.

Згинальний момент

M₄=F_вl₃=3339  73  24410³ Нмм.

Осьовий момент опору

Амплітуда нормальних напружень

Полярний момент опору

Wp=2W=212,210³=24,410³мм³.

Амплітуда і середнє напруження циклу дотичних напружень

Коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженнями

КП 07.012023.100 ПЗ

Коефіцієнт запасу міцності за дотичними напруженнями

Результуючий коефіцієнт запасу міцності для перетину К-К

Перетин Б-Б. Концентрація напружень обумовлена наявністю шпонкової канавки ( таблиця У.1 ): і ; 75 і 75

Згинальний момент (покладемо = 35 мм)

Момент опору перетину нетто при b=14 мм і =5,5 мм

Амплітуда нормальних напружень згинання

Момент опору крученню перетину нетто

Амплітуда і середнє напруження циклу дотичних напружень

КП 07.012023.100 ПЗ

Коефіцієнти запасу міцностi

Результуючий коефіцієнт запасу міцності для перетину Б-Б

Таблиця 3 - Результати перевірки міцності

Перетин	А-А	К-К	Б-Б
Коефіцієнт запасу s	7,3	6,5	6,8

В усіх перетинах S > [ S ]

КП 07.012023.100 ПЗ