Расчет шпоночных соединений

Для соединения валов с деталями, передающими вращение, применяют призматические шпонки, изготовляемые из стали, имеющей σ_в=590 Н/мм²,

сталь 45, Ст.6.

В данном курсовом проекте для изготовления призматических шпонок принимаем сталь 45.

Рис. 4.1 Соединение с призматической шпонкой.

Шпоночное соединение шестерни с ведущим валом редуктора

выбираем шпонку призматическую по ГОСТ 23360-78 16х10х80, t₁ = 6,0 мм, t₂ = 4,3 мм. [2, табл. 4.5]

Произведем расчет шпонки на срез

, (4.1)

где d_в – диаметр вала под шестерню, d_ш = 50 мм;

l – длина шпонки, l = 80 мм;

b – ширина шпонки, b = 16 мм;

[t_ср] – допускаемое напряжение среза.

Определяем допускаемое напряжение среза

, (4.2)

где s_т – предел текучести металла шпонки, s_т = 200 МПа.

МПа.

МПа < МПа.

Произведем расчет шпонки на смятие

, (4.3)

где h – высота шпонки, h = 10 мм;

t₁ – глубина паза вала, t₁ = 6 мм;

[s_см] – допускаемое напряжение на смятие металла шпонки,

[s_см] = 100 МПа. [2]

МПа < МПа.

Выбранная шпонка в состоянии передать необходимый крутящий момент на вал.

Шпоночное соединение колеса с ведомым валом

Выбраем шпонку призматическую по ГОСТ 23360-78 20х12х75, t₁ = 7,5 мм, t₂ = 4,9 мм.

[2, табл. 4.5]

Произведем расчет шпонки на срез

, (4.4)

где d_к – диаметр вала под колесо, d_к = 75 мм;

l – длина шпонки, l = 75 мм;

b – ширина шпонки, b = 20 мм;

[t_ср] – допускаемое напряжение среза.

МПа < МПа.

Произведем расчет шпонки на смятие

, (4.5)

где h – высота шпонки, h = 12 мм;

t₁ – глубина паза вала, t₁ = 7,5 мм;

[s_см] – допускаемое напряжение на смятие металла шпонки,

[s_см] = 100 МПа.

МПа < МПа.

Выбранная шпонка в состоянии передать необходимый крутящий момент на вал.

Шпоночное соединение ведомого вала редуктора со звездочкой

Выбраем шпонку призматическую по ГОСТ 23360-78 18х11х80, t₁ = 7 мм, t₂ = 4,4 мм.

[2, табл. 4.5]

Произведем расчет шпонки на срез

, (4.6)

где d_в – диаметр выходного вала, d_в = 63 мм;

l – длина шпонки, l = 80 мм;

b – ширина шпонки, b = 18 мм;

[t_ср] – допускаемое напряжение среза.

МПа < МПа.

Произведем расчет шпонки на смятие

, (4.7)

где h – высота шпонки, h = 11 мм;

t₁ – глубина паза вала, t₁ = 7 мм;

[s_см] – допускаемое напряжение на смятие металла шпонки,

[s_см] = 100 МПа.

МПа < МПа.

Выбранная шпонка в состоянии передать необходимый крутящий момент на вал.

Шпоночное соединение ведомой звездочки с валом

Выбраем шпонку призматическую по ГОСТ 23360-78 22х14х100, t₁ = 9 мм, t₂ = 5,4 мм.

[2, табл. 4.5]

Произведем расчет шпонки на срез

, (4.8)

где d_в – диаметр выходного вала, d_в = 80 мм;

l – длина шпонки, l = 100 мм;

b – ширина шпонки, b = 22 мм;

[t_ср] – допускаемое напряжение среза.

МПа < МПа.

Произведем расчет шпонки на смятие

, (4.9)

где h – высота шпонки, h = 14 мм;

t₁ – глубина паза вала, t₁ = 9 мм;

[s_см] – допускаемое напряжение на смятие металла шпонки, [s_см] = 100 МПа.

МПа < МПа.

Выбранная шпонка в состоянии передать необходимый крутящий момент на вал.