9 . Проверочный расчет шпоночного соединения

Для передачи вращающего момента между зубчатыми колесами, чашечками полумуфтами и валами применим призматические шпонки. Сечение шпонки , и выбираем по ГОСТу 23360-78 в зависимости от диаметра вала. Шпонки изготавливаем из стали 45, [σ_см] = 80… 100 МПа (стр.91[4]). Расчетная длина шпонки (см. рисунок 8.1)

.

где Т— вращающий момент на валу, Нм;

d — диаметр вала, мм;

h — высота шпонки, мм;

t₁ — глубина паза вала, мм;

l=l_Р + b — полная длина шпонки, мм;

b — ширина шпонки, мм.

Длину шпонки l округляем до ближайшего стандартного значения l_станд по ГОСТу.

Исходные данные и результаты расчета сводим в таблицу 9.1

Таблица 9.1

Вал	d,				,		,		T,		lр,		l,		lстанд,		σсм
	мм				мм		мм		Нм		мм		мм		мм		МПа
1	28		8x7		4,0		3,3		22,6		6,7		14,7		16		80
2	44		14 x9		5,5		3,8		241,2		39,2		53,2		56		80
		52		16x10		6,0		4,3		241,2		29		45		45		80

Рисунок 9.1 Эскиз сечения шпоночного соединения, и шпонки.

10 Уточнённый расчёт вала

Так как в качестве рабочей детали принят вал червячного колеса, то и уточнённый расчёт выполняем для него. Проверочный расчёт вала выполняется для наиболее нагруженного сечения. Таковым является место установки червячного колеса (см. рисунок 7.3). В этом месте вал ослаблен шпоночным пазом.

Материал вала сталь 40, для которой σ_в=600 МПа, σ_т=638 МПа, ψ_σ=ψ_τ=0, σ_-1=432 МПа, τ_-1=255 МПа из таблицы 10.7[1].

1

₆

₁₆

0.1 W – осевой момент сопротивления сечения вала, с учётом шпоночного паза

1

₅₅

2.2 Амплитуда нормальных напряжений изгиба при симметричном цикле изменений напряжений изгиба

_{Рисунок 10.1 Схема опасного}

_{сечения вала}

10.3 Полярный момент сопротивления вала по сечению нетто

10.4 Амплитуда и среднее напряжение при кручении и при нереверсивном вращении вала

_{10.5 Коэффициенты запаса прочности по напряжениям изгиба Sσ и кручения Sτ}

где - пределы выносливости материала вала соответственно при изгибе и кручении с симметричным циклом (см. значения приведены выше);

K_σD, K_τD – коэффициенты концентрации напряжений , учитывающие влияние всех факторов на сопротивление установки;

ψ_σ, ψ_τ – коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла напряжений

_{где Кσ, Кτ – эффективные коэффициенты концентрации напряжений из [1] таблица 10.10 Кσ=1,46; Кτ=1,54;}

_{Кdσ, Кdτ – масштабные коэффициенты из [1] таблица 10.12 Кdσ=0,76; Кdτ=0,65;}

_{КFσ, КFτ – коэффициенты качества поверхности из [1] таблица 10.13 КFσ=0,9; КFτ=0,95;}

_{Ку – коэффициент поверхностного упрочнения из [5] таблица 12.09 Ку=0,97.}

_Тогда

10.6 Полный коэффициент запаса усталостной прочности

Вывод: т. к. ,то усталостная прочность материала вала, его конструкция со способами обработки и термообработки обеспечивается.