Выполнить ориентировочный проектный расчет вала (рисунок 10) на прочность и рассчитать шпонку

Рассчитаем вал. На первом этапе проектирования диаметр d (мм) консольного участка вала редуктора определяем расчетом на чистое кручение по пониженным допускаемым напряжениям [τ]:
мм, принимаем мм,
где Т∙103 – вращающий момент, передаваемый валом, Н·мм;
[τ]=15…30 МПа – допускаемые касательные напряжения, принимаем [τ]=20 МПа.
Длину конца вала ориентировочно принимаем:
L = 1,5∙d = 1,5∙38 = 57 мм, принимаем L = 60 мм.
2) Выберем шпонку. Для обеспечения соединения полумуфты с валом (рисунок 9) нужно выбрать призматическую шпонку по диаметру d вала и определить ее длину l по ГОСТ 23360-84.
В данном случае диаметр вала d = 38 мм, L = 60 мм . По ГОСТ 23360-84 определяем размеры шпонки и шпоночных пазов вала и полумуфты.
Сечение шпонки: b = 10 мм, h = 8 мм. QUOTE b=14мм, h=9мм.
Глубина паза вала: t1= 5 мм.
Глубина паза ступицы: t2= 3,3 мм.
Длина шпонки: QUOTE L=36мм l = 50 мм (l < L, концы шпоночного паза не должны подходить к краям посадочного участка вала ближе 2 – 5мм).
3) Проведем проверочный расчет шпонки. Крутящий момент передается боковыми гранями шпонки. При этом на них возникают напряжения смятия σсм, а в продольном сечении шпонки – напряжения среза τср.
Условие прочности шпоночного соединения на смятие: .
Допускаемое напряжение смятия [σ]см при ориентировочных расчетах для стальной ступицы (втулки) принимают [σ]см=150-200 МПа.
Действующее напряжение смятия определяется по формуле:
,
где F1 – окружная сила на поверхности вала, H, приложенная к одной шпонке;
Sсм – площадь смятия, мм2