Перевірка міцності шпонкових з’єднань


Шпонка призматична із округленими кінцями. Розміри січень шпонок і пазів по ГОСТ 23360-78.

Матеріал шпонок – сталь 45 нормалізована.

Напруження зминання і умови міцності по формулі 8.22 [2]

.

Допустимі напруження зминання при стальній ступиці МПа.

 

Ведучий вал. Шпонка на вхідній ділянці вала: d1=40 мм, bхhхl=12х8х56 мм, t1=5 мм. Крутний момент на ведучому валу Н∙м;

МПа < .

Ведений вал. З двох шпонок під зубчастим колесом і на вихідній ділянці більше навантажена друга (менші розміри шпонки і менший діаметр вала). Н∙мм; мм; мм; 5,5 мм.

МПа < .

 


Перевірний розрахунок валів

 

Перевірний розрахунок вала полягає у визначенні коефіцієнта запасу міцності S для небезпечного перерізу вала. Допустимий коефіцієнт запасу міцності вала для редукторів загального призначення беруть у межах Sadm=2,0…2,5.

Розглянемо можливі небезпечні перерізи кожного вала.

Ведучий вал.

Матеріал вала той же, що і для шестірні (шестірня виконана заодне з валом), тобто сталь 50, термообробка - поліпшення, МПа.

Границя витривалості матеріалу при симетричному циклі згину

МПа.

Границя витривалості матеріалу при симетричному циклі кручення

МПа.

Переріз А-А. Розглянемо січення при передачі крутного моменту від двигуна через муфту. Концентрацію напружень викликає наявність шпонкового пазу (див.табл.7.8). Згинаючий момент у перерізі

Нмм.

Площа поперечного перерізу, що має шпонковий паз

мм2.

Осьовий момент опору для перерізу, що має шпонковий паз

мм3.

Полярний момент опору для перерізу, що має шпонковий паз

мм3.

Коефіцієнт запасу міцності перерізу

,

де - коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженнями;

- коефіцієнт запасу міцності за дотичними напруженнями.

Вказані коефіцієнти визначаються за відповідними формулами

; ,

де - границя витривалості матеріалу при згині;

- границя витривалості матеріалу при крученні;

- амплітудне значення згинаючих напружень;

- середнє значення постійного нормального напруження;

, - відповідно амплітуда та середнє значення дотичних напружень;

- ефективні коефіцієнти концентрації напружень;

- коефіцієнт стану поверхні;

- коефіцієнт, що враховує вплив абсолютних розмірів поперечного перерізу вала;

- границя міцності матеріалу.

Приймаємо (табл.7.12), (табл.7.8), (табл.7.8), (табл.7.11).

Коефіцієнти, що враховують чутливість до асиметрії циклу

;

.

Амплітуда напружень згину

МПа.

Середнє напруження циклу

МПа,

де - осьова сила.

Амплітуда та середнє значення дотичних напружень для вала, що обертається в один бік

МПа

Коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженнями

Коефіцієнт запасу міцності за дотичними напруженнями

Коефіцієнт запасу міцності

Переріз Б-Б. Концентрацію напружень викликає наявність пресової посадки під підшипником (див.табл.7.10). З двох підшипників вибираємо для перевірки січення під підшипником А, так як згинаючі моменти в даному січенні більші. Вибираємо із табл.7.10: ; ; ;



Згинаючий момент у перерізі (рис.2.8)

Нмм.

Осьовий момент опору для круглого перерізу

мм3.

Полярний момент опору для круглого перерізу

мм3.

Амплітуда напружень згину

МПа.

Амплітуда та середнє значення дотичних напружень

МПа.

Коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженнями

.

Коефіцієнт запасу міцності за дотичними напруженнями

Коефіцієнт запасу міцності

.

Такий великий коефіцієнт запасу міцності обумовлений тим, що матеріал вала визначається матеріалом шестірні, а також з конструктивних міркувань збільшено діаметр вихідного кінця вала.

Ведений вал. Матеріал вала – сталь 50 поліпшення, МПа.

Границя витривалості матеріалу при симетричному циклі згину

Границя витривалості матеріалу при симетричному циклі кручення

Переріз А-А. Концентрацію напружень викликає наявність шпонкового пазу. Приймаємо (табл.7.12), (табл.7.8), (табл.7.8), (табл.7.11), , .

Площа поперечного перерізу

мм2.

Згинаючий момент

Нмм.

Момент опору

мм3.

Амплітуда напружень згину

МПа.

Середнє напруження циклу

МПа.

Полярний момент опору

мм3.

Амплітуда та середнє значення дотичних напружень

МПа.

Коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженнями

Коефіцієнт запасу міцності за дотичними напруженнями

Коефіцієнт запасу міцності

.

Переріз Б-Б. Концентратором напружень є наявність переходу від діаметра d = 45 мм до діаметра d = 50 мм. При і (табл.7.5), (табл.7.5).

Згинаючий момент

Нмм.

де l – довжина посадочної ділянки вала під зірочку.

Площа поперечного перерізу

мм2.

Момент опору

мм3.

Амплітуда напружень згину

МПа.

Середнє напруження циклу

МПа.

Полярний момент опору

мм3.

Амплітуда та середнє значення дотичних напружень

МПа.

Коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженнями

.

Коефіцієнт запасу міцності за дотичними напруженнями

.

Коефіцієнт запасу міцності

.

 

Переріз В-В. Концентратором напружень є наявність пресової посадки під підшипником: Приймаємо (табл.7.10), (табл.7.10), (табл.7.12). Площа поперечного перерізу

мм2.

Згинаючий момент Нмм.

Момент опору

мм3.

Амплітуда напружень згину

МПа.

Середнє напруження циклу

МПа.

Полярний момент опору

мм3.

Амплітуда та середнє значення дотичних напружень

МПа.

Коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженнями

.

Коефіцієнт запасу міцності за дотичними напруженнями

.

Коефіцієнт запасу міцності

.

У всіх випадках S>Sadm.

 









Последнее изменение этой страницы: 2016-04-18; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su не принадлежат авторские права, размещенных материалов. Все права принадлежать их авторам. Обратная связь