Проверка прочности шпоночных соединений

Для соединения валов с деталями, передающими вращение, применяют шпонки. На ведущем и ведомом валах применяем шпонки призматические с плоскими торцами по ГОСТ 23360-78 (рис.13), [1, табл. 8.9].

Материал шпонок - сталь 45 – нормализация.

Соединение проверяем на смятие:

,

где Т – крутящий момент на валу;

d – диаметр вала в месте установки шпонки, мм;

h – высота шпонки, мм;

t₁ – глубина паза под шпонку в валу, мм;

[σ]_см – допускаемое напряжение смятия, [σ]_см =120 МПа, т. к. привод является нереверсивным;

l – рабочая длина шпонки, мм

Рис.13 Эскиз шпоночного соединения

4.9.1 Расчет шпонки выходного конца быстроходного вала:

Принимаем длину выходного конца быстроходного вала 82 мм

Т₁=324,4·10³ Н·мм; bxh=12х8мм; l=70мм; t₁=4,0 мм; d=40мм;

σ_см =2·324,4·10³/40·(8-4)·70 =57,9МПа<[σ]_см.

4.9.2 Расчет шпонки выходного конца тихоходного вала:

Принимаем длину выходного конца тихоходного вала 82 мм

Т₂=1328,8^.10³ Н·мм; bxh=16х10мм; l=70мм; t₁=5,0 мм; d=55мм;

тихоходного вала σ_см =2·1328,8^.10³/55·(10-5)·70=138 МПа>[σ]_см.

Поскольку напряжения смятии превышают допустимые, на выходном конце тихоходного вала устанавливаем две шпонки под углом 180⁰, тогда:

σ_см =138/2=69 МПа<[σ]_см.

4.9.3 Расчет шпонки под колесом тихоходного вала:

Т₂=1328,8^.10³ Н·мм; bxh=22х14мм; l=92мм; t₁=9,0 мм; d=80мм;

σ_см =2·1328,8^.10³ /80(14-9)·92 =72,2 МПа<[σ]_см.

Прочность всех шпоночных соединений достаточна.