Расчет неподвижного шпоночного соединения, сварного шва и кронштейна

Задание №2

1. Расчет неподвижного шпоночного соединения.

Материал вала - сталь 45, шпонки – сталь Ст 6сп .

; .

.

Принимаем ближайшее большее значение из стандартного ряда:

Определяем диаметр ступицы:

При этом длина ступицы равна:

 

lшпонки=50 из стандартного ряда стр. 169 учебника С.А Чернавского.

Шпонка 12×8×50 ГОСТ 23360-78

Параметры шпонки взяты из табл. 8.9 Чернавский стр.169.

Проверка шпонки:

Lpрабочая длина шпонки, для шпонки с скругленными торцами:

; 

При стальной ступице и спокойной нагрузки допускаемое напряжение смятия 

Так как  допускается установка двух шпонок под углом , так как предпологается, что каждая шпонка воспринимает половину нагрузки.

На срез:

 ;

Допускаемое напряжение на срез

Условия выполнены.

2. Рассчитать сварной шов.

Начальные данные:    

; 

l=2(a+s) = 580мм; 

Согласно таблице 3.1 Иванова стр.75:

Сварка ручная дуговая, электродами Э42  ,

Шов - тавровый, угловой по замкнутому контуру, без скоса кромок, односторонний с катетом шва 5 мм.

Для угловых швов:

     ;  l=2(a+s)= 580мм; 

.

Запас прочности  

Очень велик, возможно, следует уменьшить катет или длину шва.

3. Расчет кронштейна

Начальные данные:

R=14 000 H,

α=30 °,

b=150мм,

a=280мм,

z=2,

e=161 мм,

s=10мм.

Определяем составляющие нагрузки:

Н;

 Н;

 3394720 – 1050000 = 2344720 Н×мм.

Определяем силу затяжки по условию не раскрытия стыка:

МПа, где

 3703 мм

 МПа, где

 для сплошного стыка.

По условию не раскрытия стыка, принимая коэффициент запаса К=1,5 по числовому ряду стр. 50 учебника М.Н.Иванова,

 МПа, необходимая сила затяжки болтов  = 8082 Н.

Проверяем прочность бетонного основания:

 Проверяем Fзат по условию отсутствия сдвига кронштейна силой R2. Приняв f=0,35 и K=1,3 по числовому ряду стр. 50 учебника М.Н.Иванова, по формуле , имеем

0,35(8082×2)=9164≥1,3*12124=15761 условие не выполняется.

Затяжку следует определить по условию несдвигаемости деталей:

 Н.

Затяжка определена.

Определяем расчетную нагрузку и диаметр болта:

а)

б)  Н.

в)  H.

г) 21711 H.

д) Учитывая совпадение материалов в расчете и в таблице 1.4 стр. 58 учебника М.Н.Иванова назначаем болты М 24.