3.4. Расчёт шпоночных соединений

Наименование

Быстроходный

Тихоходный

1. Допускаемое напряжение смятия [σ_см], Н/мм²

150

150

2. Расчётная высота шпонки

К = h – t, мм

2,5

8,5

3. Вращающий момент Т, Н·м

78,06

900

4. Диаметр вала d, мм

22

45

5. Расчётная длина шпонки

, мм

18,92

31,37

6. Размеры шпонки:

Ширина b, мм

Толщина h, мм

Длина l, мм

Глубина паза вала t, мм

6

6

25

3,5

14

9

45

5,5

Наименование

Сечение

Быстрох.

Промеж.

Тихоход.

1. Диаметр вала в рассчитываемом сечении d, мм

22

45

45

2. Изгибающий момент М = Т/2, Н·м

39,03

4500

143,31

3. Крутящий момент Т, Н·м

78,06

246,49

900

4. Напряжение изгиба

σ_и = (М·10³)/(0,2d³), Н/мм²

18,33

7,86

24,7

5. Напряжение от кручения

τ_кр = (Т·10³)/(0,2d³), Н/мм²

36,65

15,276

49,38

6. Эффективный коэффициент концентрации напряжений:

при изгибе К_σ

при кручении К_τ

2,3

2,2

7. Коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности

1,0

8. Коэффициент дополнительного упрочнения поверхности К_y

2

9. Коэффициент влияния асимметрии цикла на прочность детали ψ_τ

0,1

10. Масштабный коэффициент ε_σ = ε_τ

0,78

0,7

0,7

11. Запас прочности по усталостному разрушению:

при изгибе

при кручении S_τ = 2τ_-1/[τ_кр(К_τ/К_y + ψ_τ)]

19,329

3,31

45

7,9

14,32

2,46

12. Эквивалентный запас прочности

3,26

7,78

2,42

13. Допускаемый запас прочности [S]

[S] = 1,5

Наименование

Промежуточный

Тихоходный

1. Диаметр вала d, мм

50

50

2. Длина ступиц за вычетом фасок l = b_w, мм

42

70

3. Расчётный диаметр детали

d₂ = d_f2, мм

153,76

156,5

4. Крутящий момент Т, Н·м

286,62

900

5. Коэффициент трения f

0,14

6. Коэффициент запаса сцепления S_f

1,5

7. Необходимое удельное давление в стыке

, Н/мм²

9,31

17,55

8. Модуль упругости материала Е, Н/мм²

200000

9. Расчётный натяг , мкм

5,17

9,75

10. Обработка вала R_a1, мкм

2,5

11. Обработка отверстий R_a2, мкм

2,5

12. Требуемый минимальный натяг

δ_min = δ + 1,2(R_a1 + R_a2), мкм

11,63

16,6

13. Посадка по условию δ_min  ei - ES

H7/s7

H7/s7

14. Отклонение отверстия ES

Отклонение вала ei

+30

+68

+30

+68