На ведущем валу

12.1.1 Выбираю размеры шпонки под установку полумуфты по ([3], таблица 5.1) принимаем размеры сечения шпонки , . Глубина паза , .

12.1.2 Выбираем длину шпонки ([3], таблица 5.1, примечание). При длине ступицы принимаем длину шпонки . Рабочая длина шпонки . (96)

12.1.3 Допускаемое напряжение смятия (ступица стальная).

12.1.4 Расчётное напряжение смятия шпонки ([3], стр.98):

, (97)

что удовлетворяет условию прочности.

12.1.5 Условное обозначение шпонки: .

12.2 Ведомый вал (шпонка под установку зубчатого колеса)

12.2.1 Для диаметра вала ([3], таблица 5.1) принимаем размеры сечения шпонки , . Глубина паза , .

12.2.2 Выбираем длину шпонки ([3], таблица 5.1, примечание). При длине ступицы принимаем длину шпонки . Рабочая длина шпонки . (98)

12.2.3 Допускаемое напряжение смятия (ступица стальная).

12.2.4 Расчётное напряжение смятия шпонки ([3], стр.98):

, (99)

что удовлетворяет условию прочности.

12.2.5 Условное обозначение шпонки: .

 

12.3 Ведомый вал (шпонка под установку звездочки)

 

12.3.1 Для диаметра вала ([3], таблица 5.1) ([3], таблица 5.1) принимаем размеры сечения шпонки , . Глубина паза , .

12.3.2 Выбираем длину шпонки ([1], таблица 5.1, примечание). При длине ступицы принимаем длину шпонки . Рабочая длина шпонки .

12.3.3 Допускаемое напряжение смятия (звездочка стальная).

12.3.4 Расчётное напряжение смятия шпонки ([3], стр.98):

,

что удовлетворяет условию прочности.

12.3.5 Условное обозначение шпонки: .

 

 

 

 

13 Уточнённый расчёт ведомого вала

13.1 Действие силы цепной передачи на вал.

(100)

13.2 Материал вала. Принимаем сталь 45. Диаметр заготовки неограничен. Твёрдость не ниже 200 НВ, , , , .

13.3 Строим эпюру изгибающих моментов М_в в вертикальной плоскости:

13.4 Строим эпюру изгибающих моментов М_г горизонтальной плоскости:

13.5 Строим эпюру крутящих моментов M. Передача вращающего момента происходит вдоль оси вала от середины ступицы колеса до середины ступицы звёздочки: .

13.6 В соответствии с размерами вала и эпюрами М_в, М_г и M предположительно опасными сечениями вала, подлежащими проверке на сопротивление усталости, являются сечения Ι–Ι и ΙΙ–ΙΙ, в которых возникают наибольшие моменты и имеются концентраторы напряжений.

13.7 Коэффициент запаса прочности в сечении Ι–Ι;.

13.7.1 Суммарный изгибающий момент:

. (101)

13.7.2 Осевой момент сопротивления сечения с учётом шпоночного паза:

. (102)

 

13.7.3 Полярный момент сопротивления сечения с учётом шпоночного паза:

. (103)

13.7.4 Амплитуда нормальных напряжений при симметричном цикле:

. (104)

13.7.5 Амплитуда касательных напряжений при отнулевом цикле:

. (105)

13.7.6 Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночного паза и установкой колеса на валу с натягом. При наличии на валу двух концентраторов напряжений находят каждый из них и за расчётный принимают тот, который имеет большее значение ([3], §1.4). Ограничимся определением концентрации напряжений только от шпоночного паза.

Эффективный коэффициент концентрации напряжений для вала со шпоночным пазом, выполненным концевой фрезой ([3], таблица 1.2): ; (коэффициенты рассчитаны линейной интерполяцией).

Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения ([3], таблица 1.3): . По [1], таблица 1.5 при коэффициент влияния шероховатости поверхности . Коэффициент влияния поверхностного упрочнения – поверхность вала не упрочняется.

 

13.7.7 Коэффициенты концентрации напряжений для вала в сечении Ι–Ι по формулам ([3], стр. 25):

;

. (106)

13.7.8 Коэффициенты запаса прочности вала в сечении Ι–Ι по нормальным и касательным напряжениям по формуле ([3], стр. 26):

; . (107)

13.7.9 Расчётный коэффициент запаса прочности вала в сечении Ι–Ι:

. (108)

13.8 Коэффициент запаса прочности в сечении ΙΙ –ΙΙ;.

13.8.1 Суммарный изгибающий момент: . (109)

13.8.2. Осевой и полярный моменты сопротивления сечения:

; (110)

. (111)

13.8.3 Амплитуда нормальных напряжений при симметричном цикле:

. (112)

13.8.4 Амплитуда касательных напряжений при отнулевом цикле:

. (113)

13.8.5 Концентрация напряжений обусловлена посадкой на валу внутреннего кольца подшипника с натягом. По [3], таблица 1.4: ; (коэффициенты рассчитаны линейной интерполяцией). По [3], таблица 1.4 при ; .

13.8.6 Коэффициенты концентрации напряжений для вала в сечении ΙΙ–ΙΙ по формулам ([3], стр. 25): ; .

13.8.7 Коэффициенты запаса прочности вала в сечении ΙΙ–ΙΙ по формуле ([3], стр. 26):

; . (114)

13.8.8 Расчётный коэффициент запаса прочности вала в сечении ΙΙ–ΙΙ:

. (115)

Прочность вала в сечениях Ι–Ι и ΙΙ–ΙΙ обеспечивается.