Детали машин
11. Проверка прочности шпоночных соединений
Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок по ГОСТ 23360-78.
Материал шпонок - сталь 45 нормализованная.
Напряжение смятия и условие прочности по формуле (6.22)[1]
Допускаемое напряжение смятия при стальной ступице , при чугунной ступице
Ведущий вал
; ;
Условие выполнено.
Ведомый вал
; ; ; длина шпонки ; момент на ведущем валу ;
Условие выполнено.
12. Уточненный расчет валов
Примем, что нормальные напряжения от изгиба измеряются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).
Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности n опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [n]. Прочность соблюдена при n³[n].
Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.
Ведущий вал.
Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с валом), т.е. сталь 45, термообработка ¾ улучшение.
По табл. 3.3 при диаметре заготовки до 90мм (в нашем случае da1=78,96 мм) среднее значение
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба
.
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений
Сечение А–А. В этом сечении при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту возникают только касательные напряжения. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.
Коэффициент запаса прочности
,
где амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла
.
При d=32 мм; b=10 мм; t1=5 мм
;
.
Принимаем , и .
После подстановки
.
Такой большой коэффициент запаса прочности объясняется тем, что диаметр вала был увеличен при конструировании для согласования по размеру с диаметром вала электродвигателя.