4. Расчет шпоночного соединения

Подобрать и проверить сегментные шпонки, с помощью которых передается окружное усилие F_t на шкиве диаметром D, если наружный диаметр вала d (рис.4, таблица 4).

Рис.4. Сегментные шпонки для соединения вала с шкивом

 

Таблица 2. Исходные данные для задачи 2

	Варианты
	6
d, мм	28
Ft, кН	2,25
D, мм	150

Решение

Вращающий момент на приводном валу

_Т= H _(4.1)

Согласно стандарту на призматические шпонки, выбираем шпонку со следующими размерами: b=8мм, h=7мм, t₁=4мм

L_p≥

где сигма-допускаемое напряжение смятия для Ст 6

Длину шпонки выбирают из стандартного ряда. L=l_p+b= 19.13+8=27.13. Принимаем длину шпонки 30мм. Шпонка 8х7х30 ГОСТ 23360-78

Находим допускаемое напряжение смятия [ допускаемый коэффициент запаса прочности [S]= 2,5.

Проверяем соединение на смятие _см [ _см ] =210 Мпа (4.3)

Условие прочности выполнено

5. Расчет шлицевого соединения.

Блок шестерен коробки передач посажен на шлицевой вал с номинальными размерами z×d×D (рис. 5). Шлицы прямобочные. Материал рабочих поверхностей - Сталь 45, передаваемый крутящий момент Т (таблица 5). Выполнить проверочный расчет для шлицевого соединения.

Рис.5. Шлицевое соединение вала с шестерней

 

Таблица 5. Исходные данные для задачи 5

	Варианты
	6
Т, Нм	680
z×d×D	8×56×65

 

По ГОСТ 1139-80 [7] определяем шлицевое соединение для диаметра

d = 25 мм легкой и средней серии:

z×d×D = 6x26x30 мм, f = 0,3 мм – легкая серия

z×d×D = 6х26х32 мм, f = 0,3 мм – средняя серия

Для неподвижного соединения при средней нагрузке принимаем допускаемое напряжение смятия ^[𝜎_СМ^] = 80 МПа [2].

Условие прочности шлицевого соединения:

(5.1)

где: Т – номинальный крутящий момент, 𝐾_з – коэффициент неравномерности нагрузки по зубьям, примем его равным 0,7, z – число зубьев, ℎ = 0,5⁽𝐷 − 𝑑⁾ − 2𝑓 – рабочая высота зубьев, l – рабочая длина зубьев (в нашем случае длина соединения), 𝑑_ср = 0,5(𝐷 + 𝑑) – средний диаметр

соединения.

Из формулы (5.1) определим l для соединения лёгкой серии:

L= (5.2)

Расчёт для длины шлицевого соединения средней серии аналогичен, тогда l для средней средней серии равно 51 мм.

Таким образом при переходе соединения от легкой серии к средней длина соединения уменьшается.

Заключение

В ходе выполнения расчётно-графической работы по «Основам проектирования конструкций» были поставлены задачи по расчёту заклёпочных, сварных, резьбовых, шпоночных и шлицевых соединений. В ходе решения поставленных задач, были приобретены навыки расчёта и конструирования конструкций.