Проверка прочности шпоночных соединений
Шпонки призматические со скруглёнными торцами. Материал шпонок – сталь45 нормализованная.
Напряжения смятия и условие прочности
=2T/
d(h-t1)(l-b)
;
Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице
=100-120
МПа;
Ведущий
вал:
Проверяем
шпонку на выходном конце вала:
d=18мм, b-h-l=6-6-28 мм; t1=4 мм; Т1=8,5 Нм;
=2×8500/18×(6-3,5)(28-6)=17,2
МПа<
Ведомый
вал. Проверяем шпонку под зубчатым
колесом:
d=30 мм, b-h-l=8-7-36 мм, t1=4 мм; Т2= 28,42 Нм;
=2×28420/30×(7-4)(36-8)=33,7
МПа<
Проверяем шпонку на выходном конце вала:
d=22 мм, b-h-l=6-6-28; t1=3,5 мм;
=2×28420/22×(6-3,5)(28-6)=17,2
МПа<
;
10.Уточнённый расчёт валов
Ведущий вал. Материал вала:сталь45,
термообработка-улучшение.
По
табл.3.3[4,с.34] предел прочности
=590
МПа.
Пределы выносливости:
=0,43
=0,43×590=254
МПа;
=0,58
=0,58×254=147
МПа;
Сечение А-А. Концентрация напряжений вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал.
Изгибающие моменты в 2-х взаимно перпендикулярных плоскостях:
Мy=Rx2×c1=229×57=13053Нмм
Mx= Ry2×c1=19,7×57=1122,9 Нмм.
Суммарный изгибающий момент
М=
=13104
Нмм.
Момент сопротивления сечения
W=Пd
/32=3,14×25
/32=1533,2
мм
.Амплитуда нормальных напряжений
13104/1533,2=8,55
МПа.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
=254/2,7×8,55=11;
в
соответствии с [4,с.166]
=2,7;
Полярный момент сопротивления
WP=П×d
/16=2W=2×1533,2=3066,4
мм
.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
=8500/2×3066,4=1,39
МПа.
Коэффициент
запаса прочности по касательным
напряжениям
=147/(1,39×2,28+0,1×1,39)=44,6;
=2,28
[4,с.166]
Результирующий коэффициент запаса прочности
;
Полученное значение превышает допустимое [n]=2,5.
Ведомый вал. Материал вала:сталь45,
термообработка-улучшение.
По
табл.3.3[4,с.34] предел прочности
=780
МПа.
Пределы выносливости:
=0,43
=0,43×780=335,4
МПа;
=0,58
=0,58×335,4=194,5
МПа;
Сечение В-В. Концентрация напряжений вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал.
Суммарный изгибающий момент
М=
420×60=25200
Нмм.
Момент сопротивления сечения
W=Пd
/32=3,14×25
/32=1533,2
мм
.Амплитуда нормальных напряжений
25200/1533,2=16,44
МПа.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
=335,4/2,6×16,44=7,85;
в
соответствии с [4,с.166]
=2,6;
Полярный момент сопротивления
WP=П×d
/16=2W=2×1533,2=3066,4
мм
.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
=20420/2×3066,4=3,33
МПа.
Коэффициент
запаса прочности по касательным
напряжениям
=194,5/(1,96×3,33+0,1×3,33)=29,2;
по
табл. 8.7
=1,96
[4,с.166]
Результирующий коэффициент запаса прочности
;
Полученное значение превышает допустимое [n]=2,5.
11.Посадки основных деталей редуктора
Посадки назначаем в соответствии с указаниями, данными в табл.10.13[4,с.263]. Посадка зубчатого колеса на вал H7/p6.
Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6, отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по H7. Остальные посадки назначаем,пользуясь данными табл.10.13[4,с.263]. Рассмотрим характерные виды посадок в проектируемом редукторе
1
.
Посадка зубчатого колеса на вал : ф35
;
p6 +0,035
+0,021
+0,022
H7
Минимальный натяг 0,001мм.
Максимальный натяг 0,035 мм.
ф30
2. Посадка крышки подшипника в корпус редуктора
ф52
;
+0,03
H7