сота шпонки
h , мм
Глибина паза вала t 1 , мм
44
12
8
5,0
Розрахунок шпоночно з'єднання проводимо по напруженням зминання Пѓ см :
Пѓ см ≤ [ Пѓ см ] . (19)
Для сталі 45, з якої найчастіше виготовляють шпонки [ Пѓ см ] = 180 МПа, але так як характер навантаження - сильні поштовхи, то це напруга необхідно знизити на 35%. У результаті отримаємо [ Пѓ см ] = 117 МПа.
Пѓ см = N см / S см ,
де N см - сила зминання;
S см - площа зминання.
,
l раб = l -
b , N см визначимо з умови рівноваги: ​​
,
N см = 2 В·
M ОЈ max / d . Підставами отримані вирази для S см і N см в умову міцності (19):
2 В· ≤ [ Пѓ см ] . (20)
З отриманого рівності (20) висловимо l :
l ≥ (2 В· p> [ l ] == 0,04 (м) = 40 (мм).
Т.к. довжина шпонки [ L ] = 40 (мм) вийшла більше, ніж довжина маточини L ст = 33 (мм) ( L ст = t k + b = 25 +8 = 33 (мм)), то одна шпонка НЕ задовольняє умові міцності. Виходячи з цього, необхідно поставити дві діаметрально розташовані шпонки. У цьому випадку довжина шпонки буде визначатися нерівністю:
l ≥ p> [ l ] == 0,026 (м) = 26 (мм).
Згідно ГОСТ 23360-78 довжину шпонки вибираємо l = 28 (мм). p> L ст - l = 33-28 = 5 (мм), що задовольняє умові вибору шпонок: L ст - l = 5 ... 15 (мм).
За результатами проектувального розрахунку шпоночно з'єднання призначимо дві діаметрально розташовані шпонки 12 Г— 8 Г— 28 по ГОСТ 23360-78 .
Розрахунок вала на витривалість
Всі розрахункові залежності і значення коефіцієнтів взяті з підручника [5].
перевірки розрахунок вала на витривалість виконаємо з урахуванням форми циклів нормального і дотичного напруг, конструктивних і технологічних факторів. Перевірочний розрахунок полягає у визначенні розрахункового фактичного коефіцієнта запасу міцності і порівнянні його із значенням нормативного коефіцієнта.
n ≥ [ n ] ,
де [ n ] = 2,5 - значення нормативного коефіцієнта запасу міцності.
Значення n знайдемо за формулою:
n = , (21)
де n Пѓ - фактичний коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженням;
n П„ - фактичний коефіцієнт запасу міцності по дотичним напруженням.
Величину n Пѓ визначимо за формулою:
, (22)
де Пѓ -1 = 410 МПа для сталі 40Х (Термообробка поліпшення) - межа витривалості сталі при симетричному згині;
k Пѓ = 1,77 - (для канавки, отриманої палацовий фрезою) - ефективний коефіцієнт концентрації нормальних напружень при згині;
ОІ = 1,2 - коефіцієнт, що відображає вплив якості обробки поверхні валу (вид обробки - гостріння);
Оµ Пѓ = 0,81 - коефіцієнт масштабного фактора (відповідає діаметру валу рівному 44 мм);
П€ Пѓ = 0,1 - коефіцієнт, відображає вплив асиметрії циклу на втомну міцність;
Пѓ a - амплітуда циклу нормальних напружень при згині;
Пѓ m - середня напруга циклу при вигині.
При визначенні параметрів циклу ( Пѓ m і Пѓ a ) будемо використовувати такі припущення:
1) максимальні і мінімальні напруги реалізуються в одній і тій же небезпечній точці, положення якої було визначено раніше (пункт 7.2);
2) будемо вважати, що вигинає момент в перерізі змінюєтьс...
