Практическое занятие на тему: "Изучение шпоночных соединений, подбор шпонок по диаметру вала. Проверочный расчет шпоночного соединения"

31. Изучение шпоночных соединений, подбор шпонок, по диаметру вала. Проверочный расчет шпоночного соединения.

Цель работы:

- Освоить методику расчета шпоночных соединений.

- Изучить конструкцию шпоночных соединений.

- Научиться пользоваться расчетными таблицами.

- Научиться подбирать геометрические параметры шпонки по диаметру вала.

31.1.Ход работы:

31.1.1. Данные для расчета:

Выполнить расчет шпоночных соединений быстроходного и тихоходного валов, если момент на быстроходном валу М1=……….Нм., момент на тихоходном валу М2=……….Нм.,

Призматические шпонки, применяемые в проектируемых редукторах, проверяют на срез и смятие. Проверке подлежат две шпонки: одна на быстроходном валу под элементом открытой передачи (под шкивом ременной передачи); другая под колесом тихоходного вала.

Быстроходный ведущий (вал)

31.1.2. Диаметр выходного конца вала с учетом ослабления сечения шпонкой:

d_в1= + 10% =

Принять d_в1=……….мм

31.1.3. Диаметр вала под колесо:

d_k1=d_в1+10=

31.1.4. Геометрические параметры шпоночного соединения.

b=……..мм

h=……..мм

t₁=………мм

31.1.5. Расчетная схема.

Рисунок 31.1. – Расчетная схема шпоночного соединения

31.1.6. Исполнение шпонки:

Шпонка призматическая – исполнение 1

Рисунок 31.2.- Исполнение шпонки.

31.1.7. Длина ступицы:

l_ст.=1,6d_к1 =………….

31.1.8. Длина шпонки:

l_шп.= l_cт.- ( 5……..10 )=……………..

Принять длину шпонки l_шп.= ……………..мм. ГОСТ23360-78

31.1.9. Расчётная длина шпонки:

l_р = l_шп – b = ……………………..

где l_шп = ………… мм – длина шпонки;

b = …………… мм – ширина шпонки.

31.1.10. Допускаемое напряжение:

на смятие

[σ_см] = (100………….120) МПа – при стальной ступице.

Принять σ_см.=……………

на срез

[τ_ср] = 0,6[σ_см] =…………………..

31.1.11. Расчётное напряжение:

на смятие

σ_см = 2M₁ / d_в1 · (h – t₁) · l_р = ………………..

где M₁ = ………….. Нм – момент на быстроходном валу

h = …………….. мм – высота сечения шпонки

t₁ = ……………… мм – глубина паза вала

l_р = ………………. мм – расчётная длина шпонки

Таким образом, σ_см = …………… МПа σ_см] = ……………. МПа, следовательно, прочность шпоночного соединения на смятие обеспечена.

на срез

τ_ср = 2M₁ / d · b · l_р = ……………

Таким образом, τ_ср ………………..МПа _ср] = ……………. МПа, следовательно, прочность шпоночного соединения на срез обеспечена.

Тихоходный ( ведомый) вал.

31.1.12. Диаметр выходного конца вала с учетом ослабления сечения шпонкой:

d_в2= + 10% =

Принять d_в2=……….мм

31.1.13. Диаметр вала под колесо:

d к₂=d_в2+10=

31.1.14. Геометрические параметры шпоночного соединения.

b=……..мм

h=……..мм

t₁=………мм

31.1.15. Расчетная схема.

Рисунок 31.2. – Расчетная схема шпоночного соединения

31.1.16. Исполнение шпонки:

Шпонка призматическая – исполнение 1

31.1.17. Длина ступицы:

l_ст.=1,6d_к2 =………….

31.1.18. Длина шпонки:

l_шп.= l_cт.- ( 5……..10 )=……………..

Принять длину шпонки l_шп.= ……………..мм. ГОСТ23360-78

31.1.19. Расчётная длина шпонки:

l_р = l_шп – b = ……………………..

где l_шп = ………… мм – длина шпонки;

b = …………… мм – ширина шпонки.

31.1.20. Допускаемое напряжение:

на смятие

[σ_см] = (100………….120) МПа – при стальной ступице.

Принять σ_см.=……………

на срез

[τ_ср] = 0,6[σ_см] =…………………..

31.1.11. Расчётное напряжение:

на смятие

σ_см = 2M₂ / d_в2 · (h – t₁) · l_р = ………………..

где M₂ = ………….. Нм – момент на тихоходном валу

h = …………….. мм – высота сечения шпонки

t₁ = ……………… мм – глубина паза вала

l_р = ………………. мм – расчётная длина шпонки

Таким образом, σ_см = …………… МПа σ_см] = ……………. МПа, следовательно, прочность шпоночного соединения на смятие обеспечена.

на срез

τ_ср = 2M₂ / d · b · l_р = ……………

Таким образом, τ_ср ………………..МПа _ср] = ……………. МПа, следовательно, прочность шпоночного соединения на срез обеспечена.

31.2.Протокол оформления работы.

Таблица 31.1 – Характеристики шпоночных соединений

31.3.Вывод:

. .

. .

. .

. .

31.4.Контрольные вопросы:

- Назовите элементы шпоночного соединения.

- По каким параметрам подбирается сечение шпонки?

- Какой основной недостаток шпоночного соединения?

- На какие деформации рассчитывается шпонка?

- От чего зависит расчетная длина шпонки?

- Как маркируется шпонка?

- К каким соединениям относится шпоночное соединение?

- Назовите критерии работоспособности шпоночного соединения.