Проверка прочности шпоночных соединений, Уточненный расчет валов - Привод ленточного транспортера

Материал шпонок - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия определим по формуле

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице [См]=100120 МПа.

Ведущий вал: d = 25 мм; bh = 87 мм; t1 = 3.3 мм;

Длина шпонки l = 36 мм; момент на ведущем валу T2 = 68.6103 Нмм;

MПа [См].

Ведомый вал

Проверяем шпонку под муфтой: d=45 мм; bh = 149 мм; t1=3.8 мм; длина шпонки l=50 мм; момент на ведомом валу T3=260103 Нмм;

МПа [См].

Проверяем шпонку под колесом d=50 мм; bh=149 мм; t1=3.8 мм; длина шпонки l = 80 мм (при посадочной длине колеса 90 мм); момент на ведомом валу T3=260103 Нмм;

МПа [См].

Условие См [См] выполнено.

Уточненный расчет валов

Ведущий вал

Материал вала тот же, что и для шестерни - сталь 45, улучшение. По табл. 3.3 [1, c.34] при диаметре заготовки до 90 мм (dA1=88.00 мм) среднее значение В=780 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

-10.43В=0.43780=335 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

-10.58-1=0.58335=193 МПа.

Сечение А-А

Диаметр вала в этом сечении 25 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки [1, c.165]: k=1.78 и k=1.7; масштабные факторы =0.92 и =0.83 [1, c.166]; коэффициенты 0.2 и 0.1 [1, с.163, c.166].

Крутящий момент Т2 = 68.6103 Нмм.

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости

Нмм.

Момент сопротивления кручению (d=25 мм; b = 8 мм; t1=3.3 мм)

Мм3.

Момент сопротивления изгибу

мм3.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа.

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

МПа;

Среднее напряжение.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А

Сечение Б-Б

Концентрация напряжений обусловлена переходом от 25 мм к 30 мм: при и коэффициенты концентрации напряжений k=1.7 и k=1.25 [1, c.163]; масштабные факторы =0.92 и =0.83 [1, c.166].

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости

Нмм.

Осевой момент сопротивления

мм3.

Полярный момент сопротивления

мм3.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа.

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

МПа;

Среднее напряжение.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Б-Б

Сводим результаты проверки в таблицу:

Во всех сечениях S > [S].

Сечение	А-А	Б-Б
Коэффициент запаса s	5.4	6.3

Ведомый вал

Материал вала - сталь 45, нормализованная В=780 МПа [1, c.35].

Предел выносливости -1 = 0.43570 = 246 МПа и -1 = 0.58246 = 142 МПа.

Сечение А-А

Диаметр вала в этом сечении 45 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки [1, c.165]: k=1.78 k=1.7; масштабные факторы = 0.85 и = 0.73 [1, c.166]; коэффициенты 0.2 и 0.1 [1, с.163, c.166].

Крутящий момент Т3=260103 Нмм.

Момент сопротивления кручению (d = 45 мм; b=14 мм; t1=3.8 мм)

Мм3.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А.

Сечение Б-Б

Концентрация напряжений обусловлена переходом от 45 мм к 50 мм: при и коэффициенты концентрации напряжений k=2.65 и k=1.66 [1, c.163]; масштабные факторы =0.85 и =0.73 [1, c.166].

Осевой момент сопротивления

мм3.

Полярный момент сопротивления

мм3.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения ББ.

Сечение В-В

Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом [1, c.166] dП=50 мм; и ; принимаем =0.2 и =0.1.

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости ;

Изгибающий момент в вертикальной плоскости.

Осевой момент сопротивления

мм3.

Полярный момент сопротивления

мм3.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения В-В

Сечение Г-Г

Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки [1, c.165]: k=1.79 и k=1.7; масштабные факторы =0.82 и =0.7; d=60 мм; b=18 мм; t1=4.4 мм; коэффициенты 0.2 и 0.1 [1, с.163, c.166].

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости Нмм;

Изгибающий момент в вертикальной плоскости Нмм;

Суммарный изгибающий момент в сечении ГГ