Проверка прочности шпоночных соединений

Шкив, зубчатые колеса и муфту насаживают на валы редуктора и предохраняют от проворачивания призматическими шпонками (рис. 1.23). Размеры сечения шпонки выбирают в зависимости от диаметра вала в месте установки шпонки (см. табл. П.7; [2, табл. 24.29; 3, табл. 24.32; 7, табл. 9.1]).

 

 

б

а

Рис. 1.24. Рабочая длина шпонки

    Рис. 1.23. Шпоночное соединение                

Рабочая длина шпонки (рис. 1.24) , где - длина ступицы зубчатого колеса, шкива или полумуфты; b – ширина шпонки.

Полученное значение рабочей длины шпонки округлить до стандартного (см. табл. П.17; [2, табл. 24.29; 3, табл. 24.32; 7, табл. 9.1]).

Часть шпонки, выступающую из вала, проверяют по напряжению смятия:

                                             ,                             (1.75)

 

где Т_i – вращающий момент на валу, Н×мм;

  z – число шпонок;

- рабочая длина шпонки, мм;

  d_i - диаметр вала в месте установки шпонки, мм;

   h – высота шпонки, мм;

   t₁ – глубина паза вала, мм;

  ,  - рабочее и допускаемое напряжения смятия, МПа.

В расчетах принять  = 160 МПа [8, с. 94].

Если > , то следует поставить вторую шпонку, диаметрально расположенную относительно первой.

 

Выбор и расчет муфты

Муфту выбирают из стандартов или нормалей машиностроения в зависимости от расчетного вращающего момента Т_р и диаметров соединяемых валов (см. табл. П.18, П.19).

При работе муфта испытывает колебания нагрузки, обусловленные характером работы приводимой в движение машины. Расчетный вращающий момент, Н×м,

 

                                                       Т_р = k_р Т₃,                                           (1.76)

 

где k_р – коэффициент режима работы привода от электродвигателя, k_р = 1,5;

Т₃ – момент на выходном валу редуктора, Н×м (см. подразд. 1.2).

При выборе муфты должно соблюдаться условие: Т_р £ Т_с, где Т_с – вращающий момент, передаваемый стандартной муфтой (указанный в стандарте или нормали машиностроения).

Затем в зависимости от типа муфты проверяют на прочность отдельные ее элементы.

 

1.16.1. Расчет фланцевой муфты

1.16.1.1. Болты в отверстия поставлены с зазором (рис. 1.25, а).

В этом случае вращающий момент передается силами трения, возникающими на соприкасающихся поверхностях полумуфт за счет затяжки болтов силой F_зат. Должно выполняться условие: F_тр ³ F_t, где F_тр – сила трения на стыке полумуфт; F_t – окружная сила, стремящаяся провернуть одну полумуфту относительно другой. Учитывая указанное выше условие и то, что болт работает на растяжение и кручение, рабочее напряжение в ослабленном резьбой сечении определяют по выражению:

,                                     (1.77)

Рис. 1.25. Муфта фланцевая

где Тр – расчетный вращающий момент, Н×мм (см. подразд. 1.16);   d1 – внутренний диаметр резьбы болта, мм (см. табл. П.18);   Dо – диаметр окружности, проходящей через центры болтовых отверстий, мм (см. табл. П.18);

  f – коэффициент трения, f = 0,15;

  z – количество болтов (см. табл. П.18);

  [σ_р] - допускаемое напряжение растяжения для материала болта, МПа, [σ_р] = 0,5 ;

  - предел текучести материала болта (для стали Ст 3 = 220 МПа, для стали 35 - 320, для стали 45 - 360 МПа).

3.16.1.2. Болты в отверстия поставлены без зазора (рис. 1.25, б).

Вращающий момент в данном случае передается болтами, установленными без зазора и работающими на срез.

Условие прочности на срез:

                                         ,                                    (1.78)

 

где d_б – диаметр ненарезанной части стержня болта, мм (см. табл. П.18), d_б = d + 1;

  z¢- число болтов, установленных без зазора (см. табл. П.18), z¢ = 0,5z;

  [τ_ср] – допускаемое напряжение на срез для болтов, МПа, [τ_ср]  = 0,25 s_т.

 

1.16.2. Расчет втулочно-пальцевой упругой муфты

Пальцы муфты проверяют на изгиб по сечению А - А (рис. 1.26).

Условие прочности пальца на изгиб:

 

                                                 ,                                   (1.79)

 

где - длина пальца, мм (см. табл. П.19);

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: