Расчёт шпоночных соединений


Поскольку призматическая и сегментная шпонки передают вращающий момент между валом и колесом, воспринимая его через контактные усилия на своих боковых поверхностях, то основной проектировочный расчёт проводится по контактным напряжениям смятия, а проверочный расчёт по напряжениям среза в среднем сечении шпонки.

По диаметру вала (табл. 11.11) выбирают одну из стандарта (ГОСТ 23360-78) призматическую шпонку (b×h, мм).

Затем из условия прочности боковых поверхностей на смятие находят рабочую длину шпонки: l ≥ 4kA Mвращ 103/[(ht1) d [σ]смят], где Mвращ – передаваемый вращающий момент, d – диаметр вала, t1 – заглубление шпонки в вал,
kA – коэффициент внешней динамической нагрузки (табл. 11.12).

Длину шпонки выбирают из нормального ряда, но не менее расчётной.

Принятая шпонка проверяется на срез: τсрез = 2 Mвращ/(d·b·l) ≤ [τ]срез.

Материалы призматических шпонок – Ст 6, 45, для которых можно принять [σ]смят = 100 МПа при спокойной нагрузке, 75 МПа при колебаниях нагрузки и 50 МПа при ударной нагрузке. При возможности перемещения ступицы по валу [σ]смят = 25 Мпа. Допускаемые касательные напряжения среза находят, как [τ]срез ≈ 0,6 [σ]смят.

При невыполнении условий прочности увеличивают рабочую длину шпонки либо принимают шпонку большего сечения.

Таблица 11.11 Размеры и предельные отклонения призматических шпонок и пазов, ГОСТ 23360-78  
 
Вал Шпонка Шпоночный паз  
Ширина Глубина Радиус закругления, R  
d   b h9 h 9,h11 L h14 Радиус закругления или фаска (r или S×45º) Соединение свободное Соединение нормальное плотное Вал, t1 Втулка, t2  
Вал (H9) Втулка (D10) Вал (N9) Втулка (JS9) Вал и втулка (Р9)  
min max min max  
6...8 8...10 (h9)   0,16 0,25 +0,0250 +0,060 +0,020 -0,004 -0,029 ±0,012 -0,06 -0,031 1,2 1,8 2,5 3,0 3,5 +0,01 1,0 1,4 1,8 2,3 2,8 +0,01 0,08 0,16  
10...12 12...17 17...22 8...45 10...56 14...70 +0,030 +0,078 +0,030 -0,030 ±0,015 -0,012 -0,042  
0,25 0,40 0,16 0,25  
22...30 30...38 (h11) 18...90 22...110 +0,0360 +0,098 +0,040 -0,036 ±0,018 -0,015 -0,042 4,0 5,0 5,0 5,5 6,0 7,0 7,5 9,0 9,0 +0,02 3,3 3,3 3,3 3,8 4,3 4,4 4,9 5,4 5,4 6,4 7,4 +0,02  
0,4 0,6 0,25 0,40  
38...44 44...50 50...58 58...65 28...140 +0,0430 +0,012 +0,050 -0,043 ±0,021 -0,018 -0,061  
36...160  
45...180  
50...200  
65...75 75...85 85...95 95...110 56...220 0,6 0,8 +0,0520 +0,149 +0,065 -0,052 ±0,026 -0,022 -0,074 0,4 0,6  
63...250  
70...280  
80...320  
110..130 130..150 150..170 170..200 200..230 90...360 +0,0620 +0,180 +0,080 -0,062 ±0,031 -0,026 -0,088  
100...400 1,0 1,2 +0,03 8,4 9,4 10,411,412,412,4 +0,03 0,7 1,0  
 
110...450  
125...500  
230..260 260..290 140...500 1,6 2,0 +0,0740 +0,220 +0,100 ±0,037 -0,032 -0,106 1,2 1,6  
160..500  
Примечание. Нормальный ряд длин шпонок, L, мм: 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400, 450, 500.  

 

 

Таблица 11.12 Коэффициент внешней динамической нагрузки, kA, ГОСТ 21354-87
Двигатель Режим работы
Электродвигатель 1,00 1,25 1,50 1,75
Гидравлический двигатель 1,10 1,35 1,60 1,85
Двигатель внутреннего сгорания 1,25 1,50 1,75 >2,00
Одноцилиндровый ДВС 1,50 1,75 2,00 >2,25
1 – равномерно работающие конвейеры, лёгкие подъёмники, вентиляторы  
2 – неравномерно работающие конвейеры, лёгкие подъёмники, вентиляторы, ротационные и пластинчатые транспортёры, шестерёнчатые и ротационные насосы, главные приводы станков, тяжёлые подъёмники, крановые механизмы, промышленные и рудничные вентиляторы, поршневые многоцилиндровые насосы, станы холодной прокатки
3 – мешалки для резины и пластмасс, лёгкие шаровые мельницы, деревообрабатывающие станки, одноцилиндровые поршневые насосы  
4 – экскаваторы, черпалки, тяжёлые шаровые мельницы, дробилки, буровые машины, брикетировочные прессы. Станы горячей прокатки.

Сегментные шпонки рассчитываются по аналогичным принципам [8].



Дата добавления: 2020-06-09; просмотров: 449;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.008 сек.