X. Проверка прочности шпоночных соединений
Шпоночные соединения проверяем на смятие так же, как в § 12.1.
Здесь ограничимся проверкой прочности лишь одного соединения, передающего вращающий момент от ведомого вала к звездочке.
Диаметр вала в этом месте de2 = 48 мм. Сечение и длина шпонки b x h x l = 14 х 9 х 63, глубина паза t1 = 5,5 мм по ГОСТ 23360-78.
Момент на звездочке Т3 = 400 103 Нмм.
Напряжение смятия
XI. Уточненный расчет валов
Так же, как в примере § 12.1, считаем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения — по отнулевому (пульсирующему).
Материал валов — сталь 45 нормализованная; в = 570 МПа (см. табл. 3.3).
Пределы выносливости -1 = 0,43 : 570 = 246 МПа и -1 = 0,58 246 = = 142 МПа.
У ведущего вала определять коэффициент запаса прочности в нескольких сечениях нецелесообразно; достаточно выбрать одно сечение с наименьшим коэффициентом запаса, а именно сечение в месте посадки подшипника, ближайшего к шестерне (см. рис. 12.16). В этом опасном сечении действуют максимальные изгибающие моменты Му и Мх и крутящий момент Тz = Т1.
Концентрация напряжений вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал.
Изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях
Суммарный изгибающий момент
Момент сопротивления сечения
Амплитуда нормальных напряжений
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
По табл. 8.7
Полярный момент сопротивления
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
По табл. 8.7 коэффициент = 0,1;
Коэффициент запаса прочности
Для обеспечения прочности коэффициент запаса должен быть не меньше [s] = 1,51,7. Учитывая требования жесткости, рекомендуют [s] = 2,53,0. Полученное значение s = 2,55 достаточно.
У ведомого вала следовало бы проверить прочность в сечении под колесом dк2 = 60 мм и под подшипником dп2 = 55 мм со стороны звездочки. Через оба эти сечения передается вращающий момент Т2 = 400103 Нмм, но в сечении под колесом действует изгибающий момент
а под подшипником Ми3 = Fвl3 = 3978 100 = 397,8 103 Нмм. Ми2 больше Ми3
всего на 7%, а момент сопротивления W2 больше W3 пропорционально =
= (60/55)3 = 1,30, т. е. на 30%. Поэтому заключаем, что из этих двух сечений более опасно сечение под подшипником. Для него и проведем расчет.
Изгибающий момент Ми3 = 397,8 103 Нмм.
Момент сопротивления сечения
Амплитуда нормальных напряжений
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
где (см. табл. 8.7)
Полярный момент сопротивления
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
где (см. табл. 8.7) и = 0,1.
Коэффициент запаса прочности
