7.2 Расчёт 2-го вала:

С е ч е н и е Б.

Диаметр вала в данном сечении D = 47 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Ширина шпоночной канавки b = 14 мм, глубина шпоночной канавки t₁ = 5,5 мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_ =

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

_v = 9,5 МПа,

здесь

W_нетто =

W_нетто = = 7959,8 мм³,

где b=14 мм - ширина шпоночного паза; t₁=5,5 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

_m = 0,17 МПа,

здесь: F_a = 360 МПа - продольная сила,

- _ = 0,2 - см. стр. 164[2];

-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[2];

- k_ = 1,8 - находим по таблице 8.5[2];

- _ = 0,85 - находим по таблице 8.8[2];

Тогда:

S_ = 16,03.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_ = где:

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

_v = _m =

_v = _m = = 6,2 МПа,

здесь

W_{к нетто} =

W_{к нетто} = = 18817,1 мм³,

где b=14 мм - ширина шпоночного паза; t₁=5,5 мм - глубина шпоночного паза;

- _t = 0.1 - см. стр. 166[1];

-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[2].

- k_ = 1,7 - находим по таблице 8.5[1];

- _ = 0,73 - находим по таблице 8.8[2];

Тогда:

S_ = 12,49.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 9,8

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

8. Подбор шпоночных соединений.

При установке муфт и колес на валах необходимо обеспечить надежное базирование данных деталей по валу, передачу вращающего момента от муфты, колеса к валу или наоборот.

Для передачи вращающего момента чаще всего применяют призамтические и сегментные шпонки.

Назначаем в качестве соединения призматическую шпонку со скругленными концами. Шпонки призматические (ГОСТ 23360-78).

[1, табл. 19.11, стр. 488]

.

Призматические шпонки имеют прямоугольное сечение; концы скругленные или плоские. Стандарт для каждого диаметра вала определенные размеры поперечного сечения шпонки. Поэтому при проектных расчетах размеры b и h берут из таблицы [1, табл. 19.11] и определяют расчетную длину l_р шпонки. Длину l = l_р + b шпонки со скругленными или l = l_р с плоскими торцами выбирают из стандартного ряда (табл. 19.11). Длину ступицы назначают на 8...10 мм больше длины шпонки

Диаметр вала, d	Сечение шпонки		Фаска у шпонки s	Глубина паза			Длина l
	b	h		вала t1	ступицы t2
Св. 12 до 17 >> 17 >> 22 >> 22 >> 30	5 6 8	5 6 7	0,25 – 0,4	3 3,5 4	2,3 2,8 3,3	10 – 56 14 – 70 18 – 90
>> 30 >> 38 >> 38 >> 44 >> 44 >> 50	10 12 14	8 8 9	0,4 – 0,6	5 5 5,5	3,3 3,3 3,8	22 – 110 28 – 140 36 – 160

Примечания. 1. Длину l (мм) призматической шпонки выбирают из ряда: 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 250, 280.

[1.таб. 19.11]