8. Проверка прочности шпоночных соединений

   1. Червячное колесо 1-й червячной 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. 8.1

Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

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

_см= 2 · T₂/ (d_вала· (l - b) · (h - t₁)) (8.1)

_см= 2 · 399815,54 / (65 · (80 - 18) · (11 - 7)) = 49,605 МПа[_см]

где T₂= 399815,54 Н·мм - момент на валу; d_вала= 65 мм - диаметр вала; h = 11 мм - высота шпонки; b = 18 мм - ширина шпонки; l = 80 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= 2 · T₂/ (d_вала· (l - b) · b) (8.2)

_ср= 2 · 399815,54 / (65 · (80 - 18) · 18) = 11,023 МПа[_ср]

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

Все условия прочности выполнены.

2. Ведущий шкив 2-й клиноременной передачи

Для данного элемента подбираем шпонку призматическую со скруглёнными торцами 14x9. Размеры сечения шпонки, паза и длины шпонки по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 8,9[1]).

Рис. 8.2

Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

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

_см= 2 · T₂/ (d_вала· (l - b) · (h - t₁)) (8.3)

_см= 2 · 399815,54 / (50 · (100 - 14) · (9 - 5,5)) = 53,132 МПа[_см]

где T₂= 399815,54 Н·мм - момент на валу; d_вала= 50 мм - диаметр вала; h = 9 мм - высота шпонки; b = 14 мм - ширина шпонки; l = 100 мм - длина шпонки; t₁= 5,5 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= 2 · T₂/ (d_вала· (l - b) · b) (8.4)

_ср= 2 · 399815,54 / (50 · (100 - 14) · 14) = 13,283 МПа[_ср]

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

Все условия прочности выполнены.

3. Ведомый шкив 2-й клиноременной 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. 8.3

Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

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

_см= 2 · T₃/ (d_вала· (l - b) · (h - t₁)) (8.5)

_см= 2 · 695359,661 / (60 · (100 - 18) · (11 - 7)) = 70,667 МПа[_см]

где T₃= 695359,661 Н·мм - момент на валу; d_вала= 60 мм - диаметр вала; h = 11 мм - высота шпонки; b = 18 мм - ширина шпонки; l = 100 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= 2 · T₃/ (d_вала· (l - b) · b) (8.6)

_ср= 2 · 695359,661 / (60 · (100 - 18) · 18) = 15,704 МПа[_ср]

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

Все условия прочности выполнены.

Таблица 8.1. Соединения элементов передач с валами.

Передачи	Соединения
	Ведущий элемент передачи	Ведомый элемент передачи
1-я червячная передача	Заодно с валом.	Шпонка призматическая со скруглёнными торцами 18x11
2-я клиноременная передача	Шпонка призматическая со скруглёнными торцами 14x9	Шпонка призматическая со скруглёнными торцами 18x11