8. Проверка прочности шпоночных соединений

Шпонки призматические со скругленными торцами; Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360-78;

Материал шпонок – сталь 45 нормализованная;

Напряжение смятия и условие прочности по формуле [1, 8.22]:

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице [1, с.310] ;

Ведущий вал: длина шпонки ; момент на ведущем валу

Ведомый вал: из двух шпонок – под зубчатом колесом и под муфту;

Проверка прочности шпонки под колесом: длина шпонки ; момент

Проверка прочности шпонки под муфтой: длина шпонки ; момент

Условие выполнено;

8. Уточненный расчет валов

Принимаем, что нормальные напряжения от изгиба валов изменяются по симметричному циклу, а касательные по пульсирующему.

Уточнённый расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и сравнения их с допускаемыми значениями [S].

_{Прочность соблюдена при условии}: [1, с.162];

_{Расчет производим для предположительно опасных сечений вала.}

Ведущий вал:

Материал вала – сталь 45 улучшенная; по [1, т.3.3] ;

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:

Сечение К-К. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом; по [1, т.8.7] принимаем [1, с.166]

Изгибающий момент:

Осевой момент сопротивления [1, с.314]:

Амплитуда нормальных напряжений [1, с.314]:

Полярный момент сопротивления:

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений [1, 8.19]:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям [1, 8.18]:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям [1, 8.19]:

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения K-K [1, 8.17]:

Ведомый вал:

Материал вала – сталь 45 улучшенная; ;

Пределы выносливости ;

Сечение Л-Л. Концентрация напряжений обусловлена переходом диаметра от 55 до 50 мм.; по [1, т.8.2] при и коэффициенты концентрации напряжений по [1, т.8.8] масштабные факторы

Крутящий момент

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости:

Изгибающий момент в вертикальной плоскости:

Суммарный изгибающий момент в сечении Л-Л:

Осевой момент сопротивления:

Амплитуда нормальных напряжений:

Полярный момент сопротивления:

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Л-Л:

Сечение А-А. Диаметр вала в этом сечении 55 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки: по [1, т.8.5] масштабные факторы коэффициенты

Крутящий момент

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости:

Изгибающий момент в вертикальной плоскости:

Суммарный изгибающий момент в сечении А-А:

Момент сопротивления кручению ( ) [1, с.165]:

Момент сопротивления изгибу:

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений [1, c.166]:

Амплитуда нормальных напряжений изгиба:

средне напряжение

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А:

Сведем результаты проверки в таблицу:

Сечение	K-K	Л-Л	А-А
Коэффициент запаса s	3,29	4,23	4,05

Во всех сечениях условие прочности выполнено