Выполнение курсовой работы по разделу Детали машин

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ЧЕТВЕРТОЙ ГРУППЫ

Пример 6.3.1 Выбрать по стандарту призматическую шпонку для соединения шестерни с валом d = 55 мм (рисунок 6.11). Материал шестерни - Сталь 40Х, материал шпонки - Сталь 45, длина ступицы l СТ = 72 мм, передаваемый момент T = 500 Н·м при постоянной реверсивной нагрузке.

Решение. 1 Согласно стандарту, на призматические шпонки (таблица Б4) выбираем шпонку со следующими размерами: b = 16 мм, h = 10 мм, t1 = 6 мм. Учитывая длину ступицы определяем длину шпонки (см. п. 2, а) l = l СТ - 10 мм = 62 мм, затем из стандартного ряда (таблица Б4) выбираем длину шпонки l = 63 мм; расчетная длина

lР = lР - b = 63 – 16 = 47 мм.

Принята «Шпонка ГОСТ 23360 – 78».

2 Находим допускаемое напряжение смятия. Для материала шпонки – Сталь 45 (по заданию) s Т = 290 МПа (таблица А1) допускаемый коэффициент запаса прочности [s] = 2,5 (см. п. 2) по формуле (6.1)

[s СМ] = s Т / [s] = 290 / 2,5 = 116 МПа.

3 Проверяем соединение на смятие (см. формулу (4.29) [1, с. 137])

Условие прочности выполнено.

Пример 6.3.2 Подобрать шлицевое соединение для блока шестерен с валом коробки передач (рисунок 6.12). Расчетный диаметр вала d = 35 мм, рабочая длина ступицы блока  = 65 мм. Соединение передает Т = 200 Н·м при спокойной нагрузке. Материал вала - Сталь 45 (sТ = 290 МПа), материал блока зубчатых колес – Сталь 40Х (sТ = 600 МПа). Рабочие поверхности зубьев закалены (HB ≥ 350). Блок шестерен переключается не под нагрузкой.

Решение. 1 Выбираем прямобочное шлицевое соединение как наиболее распространенное. Для закаленных зубьев принимаем центрирование по внутреннему диаметру.

2 По таблице Б7 находим размеры соединения по средней серии, которая рекомендуется при перемещении ступиц не под нагрузкой. Для диаметра вала d = 35 мм, zdD =  мм; f = 0,4 мм.

3 Для подвижного соединения при спокойной нагрузке принимаем [s СМ] = 80 МПа (см. п. 2).

4 Геометрические размеры шлица вычисляют по формуле (6.10)

 = 39 мм,

=  2,2 мм.

По формуле (6.9) расчетное условное напряжение смятия

МПа,

что удовлетворяет условию СМ < [s СМ].

Задача 6.3.3 Подобрать и проверить на прочность подвижное шлицевое соединение (шлицы эвольвентные) вала при передаче момента T = 1,5·103 Н·м; диаметр вала d = 60 мм. Рабочие поверхности шлицев подвергнуты специальной термообработке. Принять длину ступицы шестерни l = 60 мм.

Решение. 1 Для эвольвентных шлицев по таблице Б6 выбираем шлицевое соединение с т = 3 мм (при т =1,5 мм получается слишком большое число зубьев).

Итак, d = 60 мм, т = 3 мм, z = 18.

2 Для подвижного соединения при спокойной нагрузке при зубьях подвергнутых специальной термообработке  = 80 МПа.

3 Геометрические размеры шлица вычисляют по формуле (6.11)

d m = m·z = 3·18 = 54 мм , h = m = 3 мм.

4 Проверяем соединение на смятие.

МПа

что меньше .

Задача 6.3.4 На консольную часть вала центробежного насоса, выполненного из стали 45, насажено колесо зубчатой передачи (Сталь 35) с помощью штифта (цилиндрической шпонки – см. рисунок 6.8). Штифт (сталь Ст 6) установлен с натягом (напряженное соединение). Определить размеры штифта, если: мощность P = 10 кВт, частота вращения n = 980 об/мин, диаметр вала d = 35 мм.

Решение. 1 Определяем момент, передаваемый валом,

 = 97,5 Н·м = 97,5·103 Н·мм.

2 Диаметр dШ и расчетную длину штифта lР принимают по соотношениям (6.5):

» (0,13… 0,16) d = 0,15 ·35 = 5,25 мм, принимаем dШ = 6 мм;

» (3… 4) d Ш = 4· 6 = 24 мм, принимаем lШ = 30 мм.

3 Допускаемые напряжения смятия (см. п. 2) для Стали 35, как наименее прочной из материалов соединения, sТ = 260 МПа коэффициент запаса [ s ] = 3,0; тогда по формуле (6.1)

[sСМ] = 260 / 3 = 87 МПа.

Допускаемые напряжения среза принимаем [tСР] = 80 МПа.

4 Проверяем соединение на смятие по формуле (6.7)

 МПа ≤ [sСМ].

5 Условие прочности на срез по формуле (6.6)

МПа ≤ [τ СР ];

Принимаем штифт по таблице Б8 «Штифт 6т6 ´ 30 ГОСТ 3128- 70».

На главную