Проверка прочности шпоночных соединений

Шпонки призматические со скруглёнными торцами. Размеры сечений, пазов и длины шпонок берутся по СТ СЭВ 189 — 75. Материал шпонки — сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности.

2 Т / (d (h — t₁) (l — b)) _см.

Допускаемое напряжение смятия при стальной ступице _см=100 120 Н / мм²; при чугунной ступице _см = 50 70 Н / мм².

d = 65 мм; b h = 20 12; t1 = 7,5 мм (шпонка призматическая);

момент на ведущем валу Т2 = 740 Н мм.

= 2 740 103 / (65 (12 — 7,5) (80 — 20)) = 84,3 МПа см.

Условие прочности выполнено.

Уточнённый расчёт валов

Принимается, что нормальное напряжение от изгиба изменяется по симметричному циклу, а касательные от кручения — по пульсирующему.

Материал вала — сталь 45 улучшенная.

По таблице 3.3 при диаметре заготовки до 90 мм (в нашем случае 85 мм) среднее значение _в = 780 Н / мм².

Пределы выносливости:

при симметричном цикле изгиба.

— 1 = 0,43 в; -1 = 0,43 780 = 335 Н / мм2;

при симметричном цикле касательных напряжений.

_-1 = 0,58 _-1; _-1 = 0,58 335,4 = 194 Н / мм².

Суммарный изгибающий момент в сечении, А — А.

H*мм.

Момент сопротивления кручению (d = 65 мм; b = 20 мм; t₁ = 7,5 мм).

W_{к нетто} ;

W_{к нетто} = 10³ мм³.

Момент сопротивления изгибу.

W_нетто ;

W_нетто = 10³ мм³.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений.

Н / мм.

Амплитуда нормальных напряжений изгиба.

Н / мм.

среднее напряжение _m = 0.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям.

S = = = 27,5.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям.

S =; n = .

Результирующий коэффициент запаса прочности.

; = 9,8.

Условие выполнено, причем с большим запасом, следовательно, остальные сечения тоже пройдут.