0447 / 1 / Записка

5.3 Проверка прочности шпоночных соединений

Шпоночные соединения проверяем на смятие.

Проверим прочность соединения, передающего вращающий момент от шкива к

ведущему валу. Диаметр вала в этом месте dВ=28 мм. Сечение и длина шпонки b´h´l=

=8´7´32, глубина паза t1=4 мм по ГОСТ 23360-78.

Вращающий момент на валу Т = 19720 Н×мм.

Определяем напряжение смятия

sСМ =

2T

=

2 ×19720

= 20 МПа.

dВ (h - t1)(l - b)

28 ×

(7 - 4)(32 - 8)

Результат расчета следует признать удовлетворительным, поскольку расчетное

напряжение смятия не превышает допустимого [sСМ] = 100 МПа [1, с. 170].

Проверим прочность соединения, передающего вращающий момент от зубча-

того колеса к ведомому валу. Диаметр вала в этом месте dВ=55 мм. Сечение и длина

шпонки b´h´l = 14´9´45, глубина паза t1=5,5 мм по ГОСТ 23360-78.

Вращающий момент на валу Т = 86610 Н×мм.

и дата

Определяем напряжение смятия

2T

2 ×86610

Подп.

sСМ =

=

= 35 МПа < [sСМ] = 100 МПа

dВ (h - t1)(l - b)

55 × (9

- 5,5)(40

-14)

дубл.

5.4

Уточненный расчет валов

Инв. №

Считаем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметрично-

№

му циклу, а касательные от кручения — по отнулевому (пульсирующему).

инв.

Материал валов – сталь 45 нормализованная, sВ=570 МПа [1, с.34, таблица 3.3].

Взам.

Пределы выносливости:

дата

- при изгибе s-1=0,43×570=246 МПа;

- при кручении t-1= 0,58×246=142 МПа.

и

Подп.

У ведущего вала определять коэффициент запаса прочности в нескольких сече-

ниях нецелесообразно, достаточно выбрать одно сечение с наименьшим коэффициен-

№ подп

том запаса, а именно сечение в месте посадки полумуфты (рисунок 5). В этом опасном

КР-0206996-151001-58-11

Лист

Инв.

32

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Изм.

Подп. и дата

дубл.

Инв. №

инв. №

Рисунок 5 – Уточненный расчет вала I

Взам.

дата

Концентрация напряжений вызвана пазом под шпонку b×h×l = 8×7×32, глуби-

ной t1 = 4,0 мм.

и

Полярный момент сопротивления

Подп.

№ подп

КР-0206996-151001-58-11

Лист

Инв.

33

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Изм.

W

= p × dВ31 - b × t1 × (dВ1 - t1)2

= 3,14 × 283

- 8 × 4 × (28 - 4)2

= 3981 мм3

Р

16

2 × d

16

2 × 28

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

tv

= tm = tmax

=

MZ

= 19720

» 2,5 МПа

2

2WP

2 × 3981

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям, равный общему

коэффициенту запаса

S = Sτ

=

kτ t

t−1

=

142

» 27,5

+ y

× t

1,96 × 2,5 +

0,1× 2,5

v

τ

m

eτ

где

kτ = 1,96

[1, с. 166, таблица 8.7] – отношение эффективного коэффициента кон-

eτ

центрации касательного напряжения к масштабному фактору;

yτ = 0,1 [1, с. 164] – коэффициент чувствительности к колебаниям касательного

напряжения.

и дата

Для обеспечения прочности коэффициент запаса должен быть не меньше [S] =

1,5. Учитывая требования жесткости, рекомендуют [S] = 3,0. Полученное значение S =

27,5 достаточно.

Подп.

Ведущий вал между опорами не проверяем, так как в этом месте сечение вала

увеличено до диаметра впадин ведущей шестерни, выполненной заодно с валом.

дубл.

№

5.5

Выбор сорта масла

Инв.

№

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в

инв.

масло, заливаемое внутрь корпуса до погружения колеса на всю длину зуба.

Взам.

Устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях sН= 378 МПа и

дата

средней скорости n=0,7 м/с вязкость масла должна быть приблизительно равна 34×10-6

м2/с [1, с. 253, таблица 10.8].

и

Принимаем масло индустриальное И-30А (по ГОСТ 20799-88) [1, с. 253, табли-

Подп.

ца 10.10]. Подшипники смазываем тем же маслом.

№ подп

КР-0206996-151001-58-11

Лист

Инв.

34

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Изм.

Подп. и дата

дубл.

Инв. №

инв. №

Взам.

Подп. и дата

№ подп

КР-0206996-151001-58-11

Лист

Инв.

35

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Изм.

Подп. и дата

дубл.

Инв. №

инв. №

Взам.

Подп. и дата

№ подп

КР-0206996-151001-58-11

Лист

Инв.

36

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Изм.