Материал шпонок и выбор допускаемых напряжений.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

В качестве материала для шпонок рекомендуется применять чистотянутую прутковую сталь с пределом прочности σ > 500 н/мм² (Сталь 45, Сталь 6).

Величина допускаемых напряжений зависит от режима работы и прочности материала вала и ступицы.

В нормалях машиностроения на редукторы приняты следующие допускаемые напряжения смятия на шпонках из стали 45:

50…70 н/мм² – при непрерывном использовании редукторов с полной нагрузкой;

130…180 н/мм² – при среднем режиме использовании редукторов;

260 н/мм² – при предельных статических нагрузках.

Допускаемые напряжения в неподвижных шпоночных соединениях общего машиностроения при спокойной нагрузке рекомендуется принимать:

при стальной ступице 100…150 н/мм²,

при чугунной 60…80 н/мм².

Допускаемое напряжение среза выбирает по материалу шпонок в пределах 120…87…54 н/мм².

Для ступицы из текстолита и древесно-слоистых пластиков допускаемые напряжения на смятие составляют около 20 н/мм².

Шпонки призматические (по СТ СЭВ 189 – 75), мм

Таблица 1.

Диаметр вала d	Сечение шпонки		Глубина и радиус закругления пазов
	b	h	Вал t₁	Втулка t₂	r (или фаска s₁x 45⁰)
	b	h	Вал t₁	Втулка t₂	Наи -меньший	Наиболь- ший
6…8	2	2	1,2	1
8…10	3	3	1,8	1,4	0,08	0,16
10…12	4	4	2,5	1,8
12…17	5	5	3,0	2,3
17…22	6	6	3,5	2,8	0,16	0,25
22...30	8	7	4,0	3,3
30…38	10	8	5,0	3,3
38…44	12	8	5.0	3,3
44…50	14	9	5,5	3,8
50…58	16	10	6,0	4,3	0,25	0,4
58…65	18	11	7,0	4,4
65…75	20	12	7,5	4,9
75…85	22	14	9.0	5,4	0,4	0,6
85…95	25	14	9,0	5,4
95…100	28	16	10	6,4

Примечания: 1. Длина призматических шпонок l выбирают из ряда (по СТ СЭВ 189 – 75) 6, 8, 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.

2. Примеры обозначения шпонок при b = 16 мм, h = 10 мм, l = 80 мм исполнения А (со скругленными торцами): шпонка 16х10х80 (СТ СЭВ 189 – 75), то же исполнения В (с плоскими торцами): шпонка В 16х10х80 (СТ СЭВ 189 – 75).

Шпонки сегментные (по ГОСТ 8794 – 68 и ГОСТ 8795 – 68), мм

Таблица 2.

Диаметр вала d

Номинальные размеры шпонок

Глубина паза

для шпонок, передающих крутящий момент

для шпонок, фиксирую

щих элементы

d₁

вал

втулка

радиус закругления пазов, r

t₁

наи-меньший

наи-больший

6...8

10...12

2,6

6,8

1,8

3.7

2.9

2,5

3.7

9.7

2.9

3.7

2.5

8...10

12...17

12,6

3,8

1,4

0,08

0,16

6,5

15,7

5,3

12,6

3,5

10...12

17...22

6,5

15,7

1,8

7,5

18,6

21,6

7,5

6,5

15,7

4,5

12...17

22...30

7,5

18,6

5,5

2,3

21,6

24,5

(7,5)

(19)

18,6

(5)

0,16

0,25

21,6

6,5

12...22

30...38

24,5

7,5

2,8

27,3

8,5

31,4

10,5

Пример обозначения сегментной шпонки размерами b = 6 мм, h = 10 мм:

Шпонка сегм. 6х10 ГОСТ 8794 – 68.

Алгоритм расчета призматической шпонки.

1. Выбираем материал шпонки с пределом прочности σ > 500 н/мм².

2. СТ СЭВ 189 – 75 по диаметру вала d выбираем шпонку со следующими размерами: b, h, t₁ (табл.1).

3. Находим допускаемые напряжения смятия (раздел 4).

4. Определяем рабочую длину шпонки по формуле 1:

5. Находим общую длину шпонки:

Уточняем общую длину шпонки « l » по стандартному ряду СТ СЭВ 189 – 75.

6. Проверяем выбранную шпонку под напряжением смятия:

Если это условие не выполняется, то устанавливают две шпонки или увеличивают длину ступицы и соответственно увеличивают длину шпонки. Алгоритм расчета сегментной шпонки аналогичен данному (табл.2).

Пример 1: выбрать по стандарту призматическую шпонку для соединения шестерни с валом d = 50 мм, найти длину ступицы. Материал шестерни – сталь 40Х, материал шпонки – сталь 45. Передаваемый момент Т = 500 нм, соединение работает со слабыми толчками.

Решение:

1. По СТ СЭВ 189 – 75 (табл.1) выбираем шпонку призматическую, обыкновенную с размерами: b = 16 мм, h = 10 мм, t₁ = 6 мм.

2. Находим допускаемое напряжение смятия (раздел 4) 100 н/мм².

мм.

3. Определяем рабочую длину шпонки:

4. Находим общую длину шпонки:

Стандартное значение длины шпонки равно l = 70 мм.

Принимаем: шпонка 16 х 10 х 70 СТ СЭВ 189 – 75.

н/мм²,

5. Проверяем выбранную шпонку под напряжением смятия: что является меньше н/мм².

6. Находим длину ступицы шестерни:

Пример 2: Втулочная муфта, соединяющая два вала, установлена на сегментных шпонках, рис. 6.

Рис.6

Материал муфты и валов – Сталь 45, шпонки – Сталь 6. Передаваемый момент при среднем режиме использования редуктора Т = 150 нм. Диаметр вала d = 35 мм. Подобрать шпонку и найти напряжение смятия.

Решение: По ГОСТ 8794 – 68 (табл.2) для вала d = 35 мм выбираем шпонку сегментную со следующими размерами: b = 6 мм, h = 10 мм, d₁ = 25 мм,

l = 24,5 мм, t = 7,5 мм. Шпонка сегментная 6 х 10.

Определяем напряжение смятия:

н/мм²

Допускаемое напряжение смятия при среднем режиме использования редуктора равно н/мм².

Пример 3: Соединение зубчатого колеса с валом редуктора осуществляется при помощи цилиндрического шрифта. Диаметр вала d = 40 мм.

а). Проверить шрифт на смятие, если допускаемое напряжение смятия н/мм², а момент передаваемый колесом Т = 150 нм.

б). Определить число шпонок, необходимое для передачи этого момента.

Решение:

1. Определяем диаметр шпонки:

мм.

Назначаем стандартную шпонку с мм.

2. Рассчитываем длину шпонки:

мм.

Выбираем стандартную длину l = 20 мм.

3. Рассчитаем напряжение смятия:

4. Определяем число шпонок для передачи момента Т = 150 нм.

Следовательно, достаточно одной шпонки.

Литература.

1. Иванов М.Н. Детали машин. М., «Высшая школа», 1976.

2. Гузенков П.Г. Детали машин. М., «Высшая школа», 1982.

3. Кудрявцев В.А. Курсовое проектирование деталей машин. Л., Машиностроение, 1982.

4. Нечипорчик С.Н. Детали машин в примерах и задачах. Мн. «Высшая школа», 1982.

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 2266; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12

Мы поможем в написании ваших работ!