Начертательная геометрия и машиностроительное черчение

[an error occurred while processing this directive]

Рекомендуемая последовательность проектировочного расчета.

В зависимости от диаметра вала d по табл. 6 выбирают размеры шпонки b х h, а ее длину принимают на 5-10 мм меньше длины ступицы, округляя до ближайшего большего значения по стандарту (некоторые стандартные значения l приведены в табл. 6). После подбора шпонки соединение проверяют на смятие. Напряжения смятия определяют в предположении их равномерного распределения по поверхности контакта:

где  Ft=2T/d —  сила,  передаваемая шпонкой; Асм  — площадь смятия (рис. 60); .

На смятие рассчитывают выступающую из вала часть шпонки.

Рис. 60. К расчету на прочность соединения с призматическими шпонками

Таблица 6. Размеры (мм) призматических шпонок

Диаметр

вала d

Размеры сечений

шпонок

Глубина паза

Радиус закругления

пазов R

Предельные размеры

длин l шпонок

b

h

вала t1

втулки t2

min

max

min

max

свыше 12 до 17

5

5

3

2,3

0,16

0,25

10

56

» 17 » 22

6

6

3,5

2,8

14

70

» 22 » 30

8

7

4

3,3

18

90

» 30 » 38

10

8

5

0,25

0,4

22

110

» 38 » 44

12

8

28

140

» 44 » 50

14

9

5,5

3,8

0,25

0,4

36

160

» 50 » 58

16

10

6

4,3

45

180

» 58 » 65

18

11

7

4,4

50

200

» 65 » 75

20

12

7,5

4,9

0,4

0,6

56

220

» 75 » 85

22

14

9

5,4

63

250

» 85 » 95

25

14

70

280

» 95 » 110

28

16

10

6,4

0,4

0,6

80

320

Примечание. Длины шпонок выбирают из ряда: 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.

Следовательно,

                                                                (34)

где Т — передаваемый момент, Нмм; d — диаметр вала, мм; (h – t1) — рабочая глубина паза, мм (см. табл. 6); lр — рабочая длина шпонки, мм (для шпонок с плоским торцом lр =l, со скругленными торцами lp = l-b; - допускаемое напряжение (для чугунных ступиц  МПа, для стальных МПа).

Расчетную длину шпонки округляют до ближайшего большего размера (см. табл. 6). Длину ступицы lст принимают на 8... 10 мм больше длины шпонки. Если длина ступицы больше величины 1,5d, то шпоночное соединение целесообразно заменить на шлицевое или соединение с натягом.

В тех случаях, когда длина шпонки получается значительно больше длины ступицы детали, устанавливают две или три шпонки под углом 180 или 120°. При расчете многошпоночного соединения допускают, что нагрузка между всеми шпонками распределяется равномерно.

Формула проектировочного расчета для определения рабочей длины lр призматической шпонки (шпонки со скругленными концами):

.

Для ответственных соединений призматическую шпонку проверяют на срез

                                                                                (35)

где — расчетное напряжение на срез, МПа; b — ширина шпонки, мм; lр — рабочая длина шпонки, мм;  — допускаемое напряжение на срез; для сталей с > 500 МПа для неравномерной (нижний предел) и спокойной нагрузок (верхний предел) принимают  МПа.

Рекомендуемая последовательность проектировочного расчета