Расчет на прочность шлицевого соединения (по гост 6033-80).

Выбираем шлицевое соединение с центрированием по эвольвентным профилям зубьев (центрирование по S). Задаемся наружным диаметром D =60 мм и длиной соединения l≤ 1,5 D, возьмем l=60мм.

Для D =60 мм при m=2(12, стр.192): Z=28;

d_ср=mz=2×28=56 мм.

Условие прочности по допускаемым напряжениям смятия:

, [4, c.125, табл.9.4]

где Т - крутящий момент,

z - число зубьев,

h – рабочая высота зубьев (для эвольвентных зубьев h= m= 2 мм),

d_ср - средний диаметр соединения,

к=0,7..0,8 – коэффициент неравномерности нагрузки по зубьям, примем

[σ _см]=0,8· σ _т - допускаемое напряжение смятия.

[σ _см]=0,8· σ _т=0,8· 660= 528 МПа,

 

Вывод: шлицевое эвольвентное соединение смятие выдержит.

 

Расчет на прочность втулочного соединения.

Втулки применяют при небольших нагрузках, при этом соединяемые де­тали сопрягаются по переходным посадкам. Суть расчетов состоит в том, что сначала выберем втулку из справочника, а затем проверим её на смятие по обоим частям, находящимся в деталях, изготовленных из разного материала:

Согласно по ГОСТ 3128-70 выбрали призонные втулки.

T.к. материал штифта-ХН77ТЮР, то для нее:

Сначала вычислим количество штифтов для передачи вращающего момента из условия прочности на срез:

,

где i – количество плоскостей среза,

A_c – площадь среза,

- допускаемое напряжение на срез,

d_ц – диаметр цилиндрической поверхности соединения вала с диском.

Подставив полученные значения, получим:

Примем количество втулок z=10.

Проверяем прочность втулочного соединения на смятие:

,

где l_д=L-l - длина сопряжения штифта с диском,

[σ_см]=0,8 σ_т – допускаемое напряжение смятия.

Предел текучести назначают по более слабому материалу втулки или диска, поэтому примем σ_т=660 МПа. (предел текучести для жаропрочного сплава на основе никеля ХН77ТЮР).

[σ_см]=0,8 σ_т=0,8∙660=528 МПа.

Вывод: штифтовое соединение смятие выдержит.

 

 

Расчет на прочность группового резьбового соединения.

Для заданного соединения деталей под правой опорой ротора выберем из справочника болт :

Материал сталь 40ХH15H7T7Ф72МС, :

,где [S]=2,5…4 – запас прочности при неконтролируемой затяжке.

Определим осевую силу действующую на лопатки соплового аппарата:

,

Проверим прочность резьбового соединения по эквивалентному напряжению:

,

,

то есть условие прочности выполняется.

Проверим прочность резьбового соединения на срез:

;

Из формулы определим количество болтов установленных без зазора:

 

Проверим прочность резьбового соединения на смятие:

На соединение действует переменная нагрузка.

Постоянное напряжение в болте: ,

Амплитуда переменного напряжения:

Запас прочности по переменным напряжениям:

Вывод: условия на статическую прочность выполняется.

 

Система смазки.