8. Проверка прочности шпоночных соединений

   1. Колесо 1-й зубчатой цилиндрической передачи

Для данного элемента подбираем шпонку призматическую со скруглёнными торцами 18x11. Размеры сечения шпонки, паза и длины шпонки по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 8,9[1]).

Рис. 9.1

Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле 8.22[1].

_см = (9.1)

_см = = 50,731 МПа  [_см]

где T₂ = 332390,843 Н·мм - момент на валу; d_вала = 63 мм - диаметр вала; h = 11 мм - высота шпонки; b = 18 мм - ширина шпонки; l = 70 мм - длина шпонки; t₁ = 7 мм - глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [_см] = 75 МПа.

Проверим шпонку на срез по формуле 8.24[1].

_ср = (9.2)

_ср = = 11,274 МПа  [_ср]

Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [_ср] = 0,6 · [_см] = 0,6 · 75 = 45 МПа.

Все условия прочности выполнены.

2. 1-я шестерня 2-й зубчатой цилиндрической передачи

Для данного элемента подбираем шпонку призматическую со скруглёнными торцами 16x10. Размеры сечения шпонки, паза и длины шпонки по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 8,9[1]).

Рис. 9.2

Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле 8.22[1].

_см = (9.3)

_см = = 32,146 МПа  [_см]

где T_(шест.) = = = 166195,422 Н·мм - момент вала, приходящийся на одну из двух шестерен раздвоенных передач; d_вала = 55 мм - диаметр вала; h = 10 мм - высота шпонки; b = 16 мм - ширина шпонки; l = 63 мм - длина шпонки; t₁ = 6 мм - глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [_см] = 75 МПа.

Проверим шпонку на срез по формуле 8.24[1].

_ср = (9.4)

_ср = = 8,037 МПа  [_ср]

Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [_ср] = 0,6 · [_см] = 0,6 · 75 = 45 МПа.

Все условия прочности выполнены.

3. 2-я шестерня 2-й зубчатой цилиндрической передачи

Для данного элемента подбираем шпонку призматическую со скруглёнными торцами 16x10. Размеры сечения шпонки, паза и длины шпонки по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 8,9[1]).

Рис. 9.3

Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле 8.22[1].

_см = (9.5)

_см = = 32,146 МПа  [_см]

где T_(шест.) = = = 166195,422 Н·мм - момент вала, приходящийся на одну из двух шестерен раздвоенных передач; d_вала = 55 мм - диаметр вала; h = 10 мм - высота шпонки; b = 16 мм - ширина шпонки; l = 63 мм - длина шпонки; t₁ = 6 мм - глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [_см] = 75 МПа.

Проверим шпонку на срез по формуле 8.24[1].

_ср = (9.6)

_ср = = 8,037 МПа  [_ср]

Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [_ср] = 0,6 · [_см] = 0,6 · 75 = 45 МПа.

Все условия прочности выполнены.

4. 1-е колесо 2-й зубчатой цилиндрической передачи

Для данного элемента подбираем шпонку призматическую со скруглёнными торцами 25x14. Размеры сечения шпонки, паза и длины шпонки по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 8,9[1]).

Рис. 9.4

Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле 8.22[1].

_см = (9.7)

_см = = 46,02 МПа  [_см]

где T_{(колеса)} = = = 569501,315 Н·мм - момент вала, приходящийся на одно из двух колёс раздвоенных передач; d_вала = 90 мм - диаметр вала; h = 14 мм - высота шпонки; b = 25 мм - ширина шпонки; l = 80 мм - длина шпонки; t₁ = 9 мм - глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [_см] = 75 МПа.

Проверим шпонку на срез по формуле 8.24[1].

_ср = (9.8)

_ср = = 9,204 МПа  [_ср]

Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [_ср] = 0,6 · [_см] = 0,6 · 75 = 45 МПа.

Все условия прочности выполнены.

5. 2-е колесо 2-й зубчатой цилиндрической передачи

Для данного элемента подбираем шпонку призматическую со скруглёнными торцами 25x14. Размеры сечения шпонки, паза и длины шпонки по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 8,9[1]).

Рис. 9.5

Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле 8.22[1].

_см = (9.9)

_см = = 46,02 МПа  [_см]

где T_{(колеса)} = = = 569501,315 Н·мм - момент вала, приходящийся на одно из двух колёс раздвоенных передач; d_вала = 90 мм - диаметр вала; h = 14 мм - высота шпонки; b = 25 мм - ширина шпонки; l = 80 мм - длина шпонки; t₁ = 9 мм - глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [_см] = 75 МПа.

Проверим шпонку на срез по формуле 8.24[1].

_ср = (9.10)

_ср = = 9,204 МПа  [_ср]

Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [_ср] = 0,6 · [_см] = 0,6 · 75 = 45 МПа.

Все условия прочности выполнены.