9. Розрахунок шпоночних з’єднань.
Розміри шпонок в поперечному перерізі встановлюють за стандартом в залежності від діаметра вала і вимог щодо роботоспроможності конструкцій, а їхню довжину визначають конструктивно в залежності від довжини маточини.
Прийняті розміри шпоночних з’єднань перевіряють розрахунком на зріз і зминання:
?3м = 4Т / d * ep * h ? [?]3м , мПа.
де Т – крутний момент на валу Н * мм.
d – діаметр вала, мм;
ep – розрахункова довжина шпонки, мм.
[?]3м = 140 ? 180, мПа – допустиме напруження зминання матеріалу шпонки Ст.6;
?3р = 2Т / d * ep * b ? [?]3р , мПа;
де b – ширина шпонки, мм.
[?]3р = 80 мПа – допустиме напруження на зріз;
9.1 Розрахунок шпоночного з’єднання валу І:
Дано: Т = 35.556 Н * м ; d = 32 мм;
b * h = 8 * 7 мм; ep = 32 мм; t1 = 4 мм; t2 = 3.3 мм
?3м = 4Т / d * ep * h = 4 * 35556 / 32 * 32 * 7 = 19.84 мПа < [?]3м = 160 мПа
?3р = 2Т / d * ep * b = 2 * 35556/ 32 * 32 * 8 = 8.68 мПа < [?]3р = 80 мПа;
e = ep + b = 32 + 8 = 40 мм;
b * h * e = 8 * 7 * 40 мм.
9.2 Розрахунок шпоночного з’єднання валу ІІ:
Дано: Т = 34,327 Н * м ; d = 22 мм;
b * h = 8 * 7 мм; ep = 32 мм; t1 = 4 мм; t2 = 3.3 мм;
?3м = 4Т / d * ep * h = 4 * 34327 / 22 * 32 * 7 = 27.86 мПа < [?]3м = 160 мПа;
?3р = 2Т / d * ep * b = 2 * 34327 / 22 * 32 * 8 = 12.19 мПа < [?]3р = 80 мПа;
e = ep + b = 32 + 8 = 40 мм;
b * h * e = 8 * 7 * 40;
9.3 Розрахунок шпоночного з’єднання валу ІІІ:
1) Дано: Т = 131.1 Н * м ; d = 30 мм;
b * h = 8 * 7 мм; ep = 20 мм; t1 = 4 мм; t2 = 3.3 мм;
?3м = 4Т / d * ep * h = 4 * 131.1 * 103 / 30 * 20 * 7 = 124.86 мПа < [?]3м = 160 мПа;
?3р = 2Т / d * ep * b = 2 * 131.1 * 103 / 30 * 20 * 8 = 54.63 мПа < [?]3р = 80 мПа;
e = ep + b = 20 + 8 = 28 мм;
b * h * e = 8 * 7 * 28;
2)Дано: Т = 131.1 Н * м ; d = 24 мм;
b * h = 8 * 7 мм; ep = 24 мм; t1 = 4 мм; t2 = 3.3 мм;
?3м = 4Т / d * ep * h = 4 * 131.1 * 103 / 24 * 24 * 7 = 130.06 мПа < [?]3м = 160 мПа;
?3р = 2Т / d * ep * b = 2 * 131.1 * 103 / 24 * 24 * 8 = 56.9 мПа < [?]3р = 80 мПа;
e = ep + b = 24 + 8 = 32 мм;
b * h * e = 8 * 7 * 32.
9.4 Розрахунок шпоночного з’єднання валу ІV:
1)Дано: Т = 402.7 Н * м ; d = 36 мм;
b * h = 10 * 8 мм; ep = 32 мм; t1 = 5 мм; t2 = 3.3 мм;
?3м = 4Т / d * ep * h = 4 * 402.7 * 103 / 36 * 32 * 8 = 174.78 мПа < [?]3м = 180 мПа;
?3р = 2Т / d * ep * b = 2 * 402.7 * 103 / 36 * 32 * 10 = 69.91 мПа < [?]3р = 80 мПа;
e = ep + b = 32 + 10 = 42 мм;
b * h * e = 10 * 8 * 42 мм.
2) Дано: Т = 402.7 Н * м ; d = 40 мм;
b * h = 12 * 8 мм; ep = 58 мм; t1 = 5 мм; t2 = 3.6 мм;
?3м = 4Т / d * ep * h = 4 * 402.7 * 103 / 40 * 58 * 8 = 86.81 мПа < [?]3м = 160 мПа;
?3р = 2Т / d * ep * b = 2 * 402.7 * 103 / 40 * 58 * 12 = 28.94 мПа < [?]3р = 80 мПа;
e = ep + b = 58 + 12 = 70 мм;
b * h * e = 12 * 8 * 70 мм.
9.5 Розрахунок шпоночного з’єднання валу V:
1) Дано: Т = 1198.5 Н * м ; d = 55 мм;
b * h = 16 * 10 мм; ep = 52 мм; t1 = 6 мм; t2 = 4.3 мм;
?3м = 4Т / d * ep * h = 4 * 1198.5 * 103 / 55 * 52 * 10 = 167.62 мПа < [?]3м = 180 мПа;
?3р = 2Т / d * ep * b = 2 * 1198.5 * 103 / 55 * 52 * 16 = 53.38 мПа < [?]3р = 80 мПа.
e = ep + b = 52 + 16 = 68 мм;
b * h * e = 16 * 10 * 68 мм.
2)Дано: Т = 1198.466 Н * м ; d = 40 мм;
b * h = 12 * 8 мм; ep = 118 мм; t1 = 5 мм; t2 = 3.6 мм;
?3м = 4Т / d * ep * h = 4 * 1198.466 * 103 / 40 * 118 * 8 = 126.96 мПа < [?]3м = 160 мПа;
?3р = 2Т / d * ep * b = 2 * 1198.466 * 103 / 40 * 118 * 12 = 42.32 мПа < [?]3р ? 80 мПа;
e = ep + b = 11 + 12 = 23 мм;
b * h * e = 12 * 8 * 130 мм.