6 5. Шпоночные соединения, виды, расчет на прочность.
Шпонка - деталь, устанавливаемая в разъем двух соединяемых деталей и препятствующая их взаимному перемещению. Применяется чаще всего для передачи вращающего момента. По характеру работы различают ненапряженные (призматические и сегментные) и напряженные (клиновые и тангенциальные) шпонки, а также неподвижные и подвижные шпоночные соединения. Соединения призматическими шпонками про¬веряют по условию прочности на смятие: сигмаCM=Ft/ACM<=[сигма]CM
Сила, передаваемая шпонкой, Ft = 2 T/d.
При высоте фаски шпонки /»0,06Л площадь смятия
Длину шпонки со скругленными торцами / = /р + /? или с плос¬кими торцами / = /р назначают из стандартного ряда (см. табл. 4.1). Длину СТуПИЦЫ /от принимают на 8... 10 мм больше длины шпонки. Если длина ступицы больше величины 1,5 d, то шпоноч¬ные соединения заменяют шлицевым или соединением с натягом.сигма
CM=2T/(d(0.94h-t1)lp)<=[сигма]CM
Соединения сегментными шпонками (см. рис. 4.2) проверяют на смятие:
сигмаCM=2T/(d(h-t)l)<=[сигма]CM
где l — длина шпонки; (h — t) —рабочая глубина в ступице.
Сегментная шпонка узкая, поэтому в отличие от призматической ее проверяют на срез.
76. Определение эквивалентной нагрузки подшипников качения
Эквивалентная
нагрузка Р для радиальных и радиально-упорных
подшипников есть такая условная
постоянная радиальная сила
,
которая при приложении её к подшипнику
с вращающимся внутренним кольцом и с
неподвижным нагружённым обеспечивает
такую же долговечность какую подшипник
имеет при действительных условиях
нагружения и вращения. Для упорных и
упорно-радиальных подшипников
соответственно
-
постоянная центральная осевая сила при
вращении одного из колец:
Fr-радиальная нагрузка
Fa-осевая нагрузка
X,Y- коэф. Радиальной и осевой нагрузок,
V-коэф.
вращения и зависящий от того какое
кольцо подшипника вращается (вращ-я
внутрн. Кольца V=1
наружного V=1,2
)
-
коэф-т безопасности, учитывающий характер
нагрузки;
-
температурный коэф-т, учёт переменности
режима нагрузки принято выполнять по
формуле:
=
Где
-
число оборотов при нагрузке
Для расчёта необходимо знать циклограмму кручения. Расчёт упрощается если использовать графики типовых режимов и формулу:
=60
77 Расчет валов на кручение
Для выполнения расчёта вала необходимо знать его конструкцию (места приложения нагрузки, расположение опор и т.п.). В то же время разработка конструкции вала невозможна без хотя бы приближённой оценки его диаметра. На практике обычно используют следующий порядок проектного расчёта вала:
Предварительно оценивают средний диаметр вала из расчёта только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях (изгибающий момент пока не известен, так как неизвестны расположение опор и места приложения нагрузок). Напряжения кручения
Проектный расчет
(15.1)
(15.2)
Предварительно оценить диаметр проектируемого вала можно, также ориентируясь на диаметр того вала, с которым он соединяется (валы передают одинаковый момент Т). Например, если вал (см. рис. 15.1) соединяется с валом электродвигателя (или другой машины), то диаметр его входного конца можно принять равным или близким к диаметру выходного конца вала электродвигателя.
После оценки диаметра вала разрабатывают его конструкцию (см. пример на рис. 15.1).
Выполняют проверочный расчёт выбранной конструкции по методике, изложенной ниже, и, если необходимо, вносят исправления. При этом учитывают, что диаметр вала явл. Одним из основных параметров, определяющих размеры и нагрузочную способность подшипников. На практике не редки случаи, когда диаметр вала определяется не прочностью самого вала, а прочностью подшипников. Поэтому расчёты вала и подшипников взаимосвязаны.