8.Проверка прочности шпоночных соединений

Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360-78, стр.169 [1]

Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности по формуле, стр.171 [1]

Допускаемые напряжения смятия

при стальной ступице МПа

при чугунной МПа

Ведущий вал:

мм; мм; мм;

длина шпонки мм, принимаем мм (при длине ступицы полумуфты МУВП 80 мм, см. табл. 11.5, стр.277 [1] )

момент на ведущем валу Нмм

МПа

МПа

(материал полумуфт МУВП – чугун марки СЧ 20)

мм; мм; мм;

мм, принимаем мм

МПа

МПа

Ведомый вал:

мм; мм; мм;

мм, принимаем мм

момент на ведомом валу Нм

МПа

МПа

Условие выполнено.

9.Расчёт валов на усталость.

Примем, что нормальное напряжение от изгиба изменяется по симметричному циклу, а касательное от кручения – по отнулевому (пульсирующему).

Уточнённый расчёт состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s]. Прочность соблюдена при

Будем производить расчёт для предположительно опасных сечений каждого из валов.

Ведущий вал:

Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена

заодно с валом), т.е. сталь 45, термическая обработка – улучшение.

мм, среднее значение МПа, стр. 34-35 [1]

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба, стр. 162 [1]

МПа

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

МПа

Сечение А-А:

Суммарный изгибающий момент:

Н·мм

Момент сопротивления сечения:

мм³

Амплитуда нормальных напряжений:

МПа

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

По табл. 8.7[1]

Полярный момент сопротивления:

мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

МПа

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

По табл. 8.7 [1]

Коэффициент

Коэффициент запаса прочности для сечения А-А:

> [s]=1,52.0

Ведомый вал:

Материал – сталь 45 нормализованная; МПа, стр. 34-35 [1]

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба, стр.162 [1]

МПа

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

МПа

Сечение В-В:

Суммарный изгибающий момент:

Н·мм

Момент сопротивления сечения:

мм³

Амплитуда нормальных напряжений:

МПа

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

По табл. 8.7[1]

Полярный момент сопротивления:

мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

МПа

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

По табл. 8.7 [1]

Коэффициент

Коэффициент запаса прочности для сечения В-В:

> [s]

Сечение С-С:

Суммарный изгибающий момент:

Н·мм

Момент сопротивления кручения: при мм, b=18 мм, мм

(ГОСТ 23360-78, табл. 8.9, стр.169 [1])

мм³

Момент сопротивления изгибу:

мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

МПа

Амплитуда нормальных напряжений изгиба:

МПа

Среднее напряжение:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

По табл. 8.7 [1]

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

По табл. 8.7 [1]

Коэффициент запаса прочности для сечения С-С:

> [s]

Условие s > [s] выполнено