Машиностроение \ Техническая механика

Методика курсового проектирования деталей машин, страница 25

Трас=k∙Т1∙(Т2)≤[Т], где Т1 (Т2) – вращающий момент на соответствующем валу редуктора, Н∙м; k – коэффициент, учитывающий условия эксплуатации: при по-стоянной нагрузке k=1,15…1,2; при переменной нагрузке с колеба-ниями k=1,3…1,5; при нагрузке со значительными колебаниями k=1,7…2; [Т] – допускаемый вращающий момент муфты.

Допускается диаметр одной из полумуфт уменьшать до любого значения, установленного стандартом.

При выборе муфты принимается материал полумуфт – чугун СЧ20 или сталь30Л.

3.10. РАСЧЕТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Для шпоночных соединений быстроходного вала с полумуфтой или шкивом и тихоходного вала с зубчатым колесом или полумуфтой (см. рис. 2.1) принимаем призматические шпонки со скругленными концами. Размеры поперечных сечений шпонок и пазов для них вы-бираем по ГОСТу 23360-78 (табл. П47). Длины шпонок определяем по формуле

l=lст – (5…10 мм),

согласуя со стандартным рядом. Здесь lст – длина ступицы детали, соединяемой с валом, мм.

Проверяем прочность шпонок на смятие по формуле

σсм=

2T

£ [ ]см

,

d(h - t1)(l - b)

где d – диаметр вала, мм; h и b – размеры поперечного сечения шпон-ки, мм; t1 – глубина паза вала, мм; Т – вращающий момент на валу, Н∙м; [σ]см – допускаемое напряжение смятия, МПа. Для стальной сту-пицы [σ]см=150…190 МПа; для чугунной ступицы [σ]см=80…100 МПа (большие значения принимают при постоянной нагрузке, а меньшие значения – при переменной и ударной нагрузке). Материал шпонок – сталь 45, термическая обработка – нормализация.


53


3.11. УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ НА ПРОЧНОСТЬ

Цель уточненного расчета валов – определение коэффициентов запаса прочности в опасных сечениях каждого вала и сравнение их с допускаемым значением [s]=1,3…3.

Для выбранного материала валов по табл. П5 определяем предел проч-ности σв. Предел выносливости при симметричном цикле изгиба, МПа:

для легированных сталей σ-1=0,35σв+(70…120); для углеродистых сталей σ-1=0,43σв.

Предел выносливости при симметричном цикле касательных на-пряжений кручения

τ-1=0,58σ-1

Расчетная схема быстроходного вала приведена на рис. 3.7. В сече-нии А-А концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной ка-навки. Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

sτ=

-1

,

k

а

+

m

П

где амплитуда и среднее напряжение цикла, МПа,

τа=τт=

тах

=

Т1

;

2

2Wк×нетто

момент сопротивления кручению сечения вала, мм,

d 3

bl (d

в1

- t )2

Wк нетто=

в1

-

1

1

;

2dв1

16

kτ– эффективный коэффициент концентрации напряжений (табл.П50); ετ – масштабный фактор ( табл. П.53); εП – коэффициент влияния шероховатости поверхности (εП=0,98…0,9 при Rа=0,32…2,5 мкм); ψτ–коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла (ψτ= 0,1 для легированной стали; ψτ=0,05 для угле-родистой стали).

Скачать файл