Проверка прочности шпоночных соединений, Уточненный расчет валов - Расчет привода конвейера

Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок - по ГОСТ 23360 - 78 (табл. 8.9. [5]).

Материал шпонок - сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности по формуле 8.22

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице.

Ведущий вал. ; длина шпонки (при длине ступицы шкива 83 мм, табл. 22, стр.480 [2]); момент на ведущем валу

(материал шкива серый чугун марки СЧ 18 - 36).

Ведомый вал. Из двух шпонок - под зубчатым колесом и под муфтой - более нагружена вторая (меньше диаметр вала и поэтому меньше размеры поперечного сечения шпонки). Проверяем шпонку под муфтой:; длина шпонки (при длине втулочной полумуфты 70 мм, табл. 3,стр.185 [1]); момент на ведомом валу

(материал полумуфт - чугун марки СЧ 20).

Условие выполнено.

Уточненный расчет валов

Ведущий вал. (Рис. 4.)

Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с валом), т. е. сталь 45, термическая обработка - улучшение.

По таблице 3.3 [5] при диаметре заготовки до 90 мм (в нашем случае среднее значение.

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

Сечение А-А. Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через клиноременную передачу рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Изгибающий момент (положим х1=30)

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Где амплитуда и среднее натяжение отнулевого цикла

Момент сопротивления сечения нетто при ; потабл. 8.9. [5]

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

Момент сопротивления кручению сечения нетто

Принимаем, (по табл.8.5[5]), , (по табл.8.8 [5]) и (стр.166 [5]). Коэффициенты запаса прочности:

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А:

Сечение К-К. Концентрация напряжения обусловлена переходом от Ш28 к Ш35: при и коэффициенты концентрации напряжений, (см. табл. 8.2.[5]). Масштабные факторы, (по табл.8.8 [5]); (стр.166 [5]).

Изгибающий момент (положим х2=53)

Осевой момент сопротивления сечения

Амплитуда нормальных напряжений

Полярный момент сопротивления

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Коэффициенты запаса прочности

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения К-К:

Сечение И-И. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (см. табл. 8.7 [5]); и ; (стр.166 [5]).

Изгибающий момент

Осевой момент сопротивления

Амплитуда нормальных напряжений

Полярный момент сопротивления

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Коэффициенты запаса прочности

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения И-И:

Сведем результаты проверки в таблицу:

Сечение	А-А	К-К	И-И	Б-Б
Коэффициент запаса	6,05	4,66	4,16

Расчетное значение должно быть не ниже допускаемого

На ведущем валу во всех сечениях. Условие выполнено.

Ведомый вал. (Рис.5)

Материал вала - сталь 45 нормализованная; (см. табл. 3.3[5]).

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

Сечение А-А.

Диаметр вала в этом сечении 55 мм. Концентрация напряжения обусловлена наличием шпоночной канавки (см. табл. 8.5 [5]): , (см. табл. 8.2.[5]). Масштабные факторы, (по табл.8.8 [5]); (стр.166 [5]).

Крутящий момент Т3=395,26 103 Н мм.

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости (см. рис.5)

Изгибающий момент в вертикальной плоскости