Пример расчет шпоночных и зубчатых соединений

Задача №1. Подобрать по ГОСТ 10748 – 79 призматическую шпонку и найти ее длину. Передаваемый момент Т = 420 Нм, диаметр вала d = 52 мм. Материал вала – сталь 30, термообработка – нормализация. Допускаемое напряжение на смятие [σ см] =100 МПа.

1. При диаметре вала d = 52 мм по ГОСТ 23360-78 принимаем размеры поперечного сечения шпонки: b = 16 мм; h = 10 мм; t₁ = 6 мм. Необходимая длина шпонки.

2. Из стандартного ряда длин шпонок: 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70...100 мм принимаем l = 45 мм.

Задача №2. Подобрать по ГОСТ 1139-80 неподвижное зубчатое соединение (средней серии) блок-шестерни с валом и проверить его на прочность. Передаваемый крутящий момент Т = 2000 Нм, наружный диаметр D = 60 мм, длина блок-шестерни l = 50 мм. Материалом соединения – сталь 45, термообработка – улучшение, [σ см] = 80...120 МПа.

По ГОСТ 1339-80 при наружном диаметре 60 мм принимаем прямобочное шлицевое соединение средней серии с размерами d× D× z = 50 × 60 × 8, фаска f = 0, 5 мм.

Условие прочности шлицевых(зубчатых) соединений по напряжениям смятия:

где средний диаметр d_ср = 0, 5(d + D) = 0, 5(52 + 60) = 56 мм, рабочая высота зуба

h = [0, 5(D – d)] – 2f = [0, 5(60 – 52)] – 2× 0, 5 = 3 мм.

Прочность соединения обеспечена, так как σ _см < [σ _см] = 100 МПа.