Расчет соединения сегментной шпонкой

Рассчитать соединение сегментной шпонкой, предназначенное для передачи по­стоянного крутящего момента Т = 450 Нм. Соединение неподвижно в осевом на­правлении. Диаметр вала D = 38 мм. Материал шпонки — сталь 45, материал вала и втулки — сталь 40.

Расчет

В отличие от расчета соединения призматической шпонкой расчет соединения, выполненного сегментной шпонкой, является проверочным, так как основные раз­меры сегментных шпонок (ширина, высота, длина, диаметр заготовки) стандарти­зованы. Вначале по ГОСТ 24071-80 по заданному диаметру вала выбирается соот­ветствующая шпонка. После этого из условия прочности по напряжениям смятия и напряжения сдвига определяется, может ли эта шпонка передать требуемое значе­ние момента.

Для данной задачи находим, что диаметру вала D = 38 мм по ГОСТ 24071-80 соответствуют следующие размеры шпонки (рис. 2.2.4.1):

110 Глава 2. Соединения элементов машин

Условие прочности для сегментных шпонок имеет вид 4.2.48:

Определим допускаемые напряжения. Наименее прочный материал в соедине­нии— сталь 40: =320 МПа. Тогда допускаемое напряжение смятия = 0,8 • = 0,8 • 320 = 256 МПа, а допускаемое напряжение среза — вдвое меньше: =0,5- = 0,5 256 = 128 МПа.

Подставим заданные по условию числовые значения и определим величины действующих напряжений:

Таким образом, выбранная нами шпонка является годной, так как условия проч­ности выполняются:

2.2. Соединения деталей вращения 111

Расчет соединения сегментной шпонкой в модуле АРМ Joint

Расчет соединения сегментной шпонкой в модуле АРМ Joint осуществляется так же, как расчет соединения, выполненного призматической шпонкой. В случае если предлагаемые ГОСТ шпонки не подходят для заданного значения момента круче-

ния или диаметр вала слишком большой (ГОСТ 24071-80 устанавливает сегмент­ные шпонки для валов диаметром до 38 мм), программа выдаст сообщение об ошибке. Результаты расчета данной задачи в модуле АРМ Joint показаны на рис. 2.2.4.2.