10. Проверочный расчет

1. Проверочный расчет шпонок:

Условие прочности:

где F_t – окружная сила на шестерне или колесе,

F_t = 1300 H;

A_см = (0,94h – t₁)l_p – площадь смятия, мм²,

l_p = l – b – рабочая длина шпонки со скругленными концами,

l – полная длина шпонки,

b, h, t₁ – стандартные размеры (таблица К42 Шейнблит);

[]_см – допускаемое напряжение на смятие, МПа,

[]_см = 110…190 МПа – для стальной ступицы.

шпонка 6622

l_p = l – b = 22 – 6 = 16 мм,

t₁ = 3,5 мм

А_см = (0,94∙6 – 3,5)∙16 = 34,24 мм²,

прочность обеспечена.

шпонка 10836

l_p = l – b = 36 – 10 = 26 мм,

t₁ = 5 мм

А_см = (0,94∙8 – 5)∙26 = 65,52 мм²,

прочность обеспечена

2. Проверочный расчет смежных винтов подшипниковых узлов.

Диаметр винта d = 12 мм, шаг резьбы р = 1,75, класс точности 6.8 из стали Ст 35 по ГОСТ 11738 – 84.

Максимальная реакция в вертикальной плоскости опоры подшипника R_Y = 236,5 Н

где F_p – расчетная сила затяжки винтов, обеспечивающая нераскрытие стыка под нагрузкой, Н:

F_p = [K_з∙(1 – Х) + Х]∙F_B,

где F_B = 0,5R_Y = 0,5∙236,5 = 118,25 H;

К_з = 1,5 – коэффициент затяжки при постоянной нагрузке;

Х = 0,27 – коэффициент основной нагрузки (соединение чугунных деталей);

F_p = [1,5∙(1 – 0,27) + 0,27]∙118,25 = 161,4 H.

А - площадь опасного сечения винта, мм²:

,

d_p = d – 0,94p = 12 – 0,94∙1,75 = 10,355 мм,

[] – допускаемое напряжение при неконтролируемой затяжке, МПа:

[] = (0,2…0,25)_т = 0,25∙480 = 120 МПа

_т = 6∙8∙10 = 480 МПа

6.8 – класс точности

условие прочности выполнено.

3. Проверочный расчет валов.

S  [S] = 2,1

Суммарные реакции принимаем из пункта 8, т.к. расстояния между точками приложения реакций (l_Б, l_T), консольных нагрузок (l_оп, l_М) изменились незначительно.

Быстроходный вал.

1. Определит напряжения в опасных сечениях вала, МПа.

   1. нормальные напряжения:

W_нетто = 0,1∙d³ – выбираем из таблицы 11.1 Шейнблит;

М – суммарный изгибающий момент, Н∙м (пункт 8).

сечение 2:

сечение 3:

2. касательные напряжения:

,

где М_к – крутящий момент;

W_{нетто} = 0,2∙d³ – выбираем из таблицы 11.1 Шейнблит.

сечение 2:

сечение 3:

2. Определить коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений.

К_y = 1

K_, K_ - выбираются из таблицы 11.2 Шейнблит.

сечение 2: К_ = 1,45; К_ = 1,3; К_d = 0,77;

галтель: ; ;

натяг: ; ;

сечение 3:

галтель: К_ = 1,55; К_ = 1,4;

К_d = 0,77;

; ;

К_F = 1 – для шлифования.

сечение 2:

(К_)_D = 3,5 + 1 – 1 = 3,5

(К_)_D = 2,5 + 1 – 1 = 2,5

сечение 3:

(К_)_D = 2

(К_)_D = 1,8

3. Пределы выносливости в расчетном сечении вала, МПа:

сечение 2:

сечение 3:

4. Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

сечение 2:

сечение 3:

5. Определить общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении.

сечение 2:

сечение 3:

Т.к. S > [S], то прочность обеспечена.

Тихоходный вал.

1. Определит напряжения в опасных сечениях вала, МПа.

1. нормальные напряжения:

W_нетто = 0,1∙d³ – выбираем из таблицы 11.1 Шейнблит;

М – суммарный изгибающий момент, Н∙м (пункт 8).

сечение 2:

сечение 3:

2. касательные напряжения: ,

где М_к – крутящий момент;

W_{нетто} = 0,2∙d³ – выбираем из таблицы 11.1 Шейнблит.

сечение 2:

сечение 3:

2. Определить коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений.

К_y = 1

K_, K_ - выбираются из таблицы 11.2 Шейнблит.

сечение 2: шпоночный паз: К_ = 2,025; К_ = 1,875; К_d = 0,73;;

;

натяг: ; ;

сечение 3: галтель: К_ = 1,75; К_ = 1,45; К_d = 0,73; ; ;

натяг: ; ;

К_F = 1 – для шлифования.

сечение 2: (К_)_D = 3,76

(К_)_D = 2,63

сечение 3: (К_)_D = 3,25

(К_)_D = 2,35

3. Пределы выносливости в расчетном сечении вала, МПа:

сечение 2:

сечение 3:

4. Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

сечение 2:

сечение 3:

5. Определить общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении.

сечение 2:

сечение 3:

Т.к. S > [S], то прочность обеспечена.