7 Проверка прочности шпоночных соединений

Ступицы зубчатых колёс, шкивов, звёздочек, полумуфт и т.д. крепятся на валу преиму- щественно при помощи шпоночных или шлицевых соединений.

Расчет шпонок осуществляется по напряжениям смятия. При расчете должно выполняться условие:

^σ_см ^{ [σ] ;}

где [σ]  110...190 МПа - допускаемое напряжение смятия при прессовой посадке и не-

подвижном соединении. Большие значения принимаются при стальной ступице, меньшие -

при чугунной [4, стр.126].

Напряжения смятия определяются по формуле:

_{2 10}³_{ T}

;



^σ_см.

^{( h  t) } ^{l  b}^{ d}

где Т - крутящий момент на валу;

h - высота шпонки;

^t - глубина шпоночного паза;

l - длина шпонки;

b - ширина шпоночного паза;

d - диаметр вала в месте установки шпонки.

Рисунок 7.1 - Эскиз шпоночного зацепления

Крепление полумуфты на входном валу редуктора 8х7х32 ГОСТ 23360-78:

^b₁ ^{ 8 мм ; h}₁ ^{ 7 мм ; l}₁ ^{ 32 мм ;}

^t₁ ^{ 4 мм ;}

2 10³ 36.3

^d_в1 ^{ 25 мм ;}

Н  м ;

^T_е1 ^{ 36.3}

^{2 103 T}_е1

^h₁ ^{ t}₁^ ^l₁ ^{ b}₁^{ d}_в1





^{ 40.33 МПа < [σ] ;}

^σ_см1

( 7  4)  ( 32  8)  25

Крепление зубчатого колеса на выходном валу редуктора 8x7x32 ГОСТ 23360-78 :

^b₂ ^{ 8 мм ; h}₂ ^{ 7 мм ; l}₂ ^{ 32}

мм ;

^t₂ ^{ 4 мм ;}

2 10³ 68.3

^d_к2 ^{ 40 мм ;}

^T_е2 ^{ 68.3 Н  м ;}

^{2 103 T}_е2

^{< [σ] ;}







47.43 МПа

^σ_см2

^h₂ ^{ t}₂^ ^l₂ ^{ b}₂^{ d}_к2

( 7  4)  ( 32  8)  40

Крепление полумуфты на выходном валу редуктора 8x7x32

ГОСТ 23360-78 :

^b₃ ^{ 8 мм ; h}₃ ^{ 7 мм ;}

^l₃ ^{ 32 мм ;}

^t₃ ^{ 4 мм ;}

^d_в2 ^{ 28 мм ;}

Н  м ;

^T_е2 ^{ 68.3}

^{2 103 T}_е2

_{2 10}³_{ 68.3}

^{ 67.76 МПа < [σ] ;}





^σ_см3

^h₃ ^{ t}₃^ ^l₃ ^{ b}₃^{ d}_в2

( 7  4)  ( 32  8)  28

Прочность всех соединений вал-ступица обеспечена.

4 Конструктивные размеры зубчатой пары

Шестерню выполняем за одно целое с валом, её размеры определены выше:

мм ;

^d_e1 ^{ 84}

^d_ae1 ^{ 89.367 мм;}

^d_fe1 ^{ 77.56 мм};

b  28

мм .

Колесо кованое:

мм ;

^d_e2 ^{ 168}

мм;

мм;

^d_ae2 ^{ 170.683}

d_fe2  164.78

^мм .

^d_к2 ^{ 40}

4.1 Диаметр ступицы:

^d_cm

^{ 1.6 d}_к2

^мм .

^d_cm

 65 мм .

 1.6 40  64

Принимаем:

^d_cт

^{4.2 Длина ступицы ( 1.2...1.6 d}_к2^):

^L_cm

^{ ( 1.2..1.6)  d}_к2

^L_cm

^{ 1.2 d}_к2

^мм .

^L_cm

 1.2 40  48

Принимаем:

 48 мм .

^L_cт

^{4.3 Толщина обода ( m}_e ^{ 3 мм ):}

δ₀  4 m_e  4 3  12 мм

Принимаем:

^δ_о ^{ 12 мм .}

^{4.4 Толщина диска ( R}_e. ^{ 93.915 мм ):}

C_.  ( 0  1..0  17)  R_e

C_.  0.12 R_e.

C_.  0.12 93.915  11.27

мм .

Принимаем:

C  12 мм .

4.5 Фаска:

^{h  0.5 m}_e ^{ 0.5 3  1.5 мм}

h  1.5 мм .

Принимаем: