Расчет клиновой врезной шпонки
Сложность явлений, происходящих в соединении после его сборки и нагружения вращающим моментом, делает затруднительным теоретическое определение размеров шпонки по условию ее прочности.
Поэтому проектный расчет сводится к выбору размеров шпонки по диаметру вала. Размеры поперечных сечений стандартных клиновых шпонок те же, что и у призматических шпонок.
Правильность принятых размеров шпонки проверяют расчетом соединения на прочность по напряжениям смятия, который сводится к:
· определению необходимой длины шпонки (проектный расчет) или
· вычислению напряжений смятия на рабочих гранях шпонки и сравнению их величины с допускаемыми напряжениями (проверочный расчет).
Расчет выполняют при допущении, что удельные давления по рабочей грани шпонки при действии вращающего момента распределяются по закону треугольника (рис. 5.6).
Рис. 5.6. Расчетная схема соединения вала и ступицы
клиновой врезной шпонкой
Передаваемый ступицей вращающий момент Т уравновешивается тремя моментами:
а) моментом силы нормального давления Fn между ступицей и шпонкой T1 = Fn · b / 6;
б)моментом силы трения FTP = f · Fn между ступицей и шпонкой T2 = f · Fn · d / 2;
в) моментом силы трения F´TP = f´· Fnмежду ступицей и валом T3 = f´ · Fn · d / 2.
Таким образом, уравнение равновесия соединения запишем следующим образом:
(5.7)
Приближенно приняв, что плечо силы Fтр равно радиусу вала (d/2 ) и что коэффициенты трения f и f ' равны друг другу, получим из ф. (5.7): T = Fn · b / 6 + f · Fn · d.
Отсюда:
(5.8)
Из принятого закона распределения напряжений смятия по рабочим граням шпонки следует, что:
(5.9)
Тогда условие прочности клиновой врезной шпонки на смятие с учетом ф.ф. (5.8) и (5.9) будет таким:
(5.10)
Изложенный упрощенный метод расчета клиновой шпонки не учитывает:
· перекосы, возникающие при сборке соединения;
· кромочные давления по торцевым поверхностям ступицы и
· возможность перетяжки соединения.
Поэтому при расчете клиновых шпонок необходимо снизить величину допускаемых напряжений смятия в 1,5... 2,0 раза по сравнению с [σСМ] для призматических шпонок [1, с. 131].
Дата добавления: 2015-02-19; просмотров: 2568;