Вертикальная плоскость

В этой плоскости действует сила F_t2.

Реакция от силы F_t2 в точке А (R_A^в):

∑М _с = 0 ⇒ F_t2· b – R_А^в · (a + b) = 0

R_A^в = = Н

Реакция от силы F_t2 в точке С (R_С^в):

∑М _А = 0 ⇒ – F_t2· а + R_С^в · (a + b) = 0

R_С^в = = Н

Проверка: ∑F_y = 0 ⇒ –R_С^в + F_r2 – R_A^в = 0

Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости (см. рис. 9).

Изгибающий момент в точке В в вертикальной плоскости:

М_В^в = R_A^в · a = Н·м

Плоскость неопределенного направления

В этой плоскости действует сила F_M от муфты.

Реакция от силы F_M в точке А:

∑М _С = 0 ⇒ – F_M · с + R_А^н · (a + b) = 0

R_А^н = = Н

Реакция от силы F_M в точке С:

∑М _А = 0 ⇒ – F_M ·(а + b + с) + R_С^н · (a + b) = 0

R_С^н = = Н

Проверка: ∑F_y = 0 ⇒ F_{M –} R_С^н + R_A^н = 0

Строим эпюру изгибающих моментов в плоскости неопределенного направления (см. рис. 9).

Изгибающий момент в точке В в плоскости неопределенного направления от силы F_M:

М_В^н = R_A^н · a = Н·м

Полный изгибающий момент в точке В:

М_{В полн} = Н·м

Изгибающий момент в точке С от силы F_М:

М_С = F_М · с = Н·м

Вращающий момент Т₂ = Н·м

Расчет на статическую прочность

Сечение I–I . Это сечение проходит через точку С.

Максимальное нормальное напряжение от изгиба:

σ_{изг max С} = МПа,

где момент сопротивления при изгибе в точке С:

W_{изг С} = 0,1d₆³ = мм³

σ_{изг max С} = МПа

Максимальное касательное напряжение в точке С:

τ _{max С} = = = МПа,

где момент сопротивления при кручении в точке С:

W_крС = 0,2d₆³ = 0,2 · = мм³

τ _{max С} = МПа

В прямозубой и шевронной передаче осевая сила А отсутствует, поэтому σ_сж = 0.

Коэффициент запаса прочности в точке С по нормальным напряжениям:

,

где для стали _______________ σ_T = МПа

τ _Т = МПа

Коэффициент запаса прочности в точке С по касательным напряжениям:

Общий коэффициент запаса прочности в точке С по пределу текучести:

при [S_T] = 1,5...2.

Условие прочности выполняется.

Сечение II–II (точка В). Это сечение проходит через точку В, где располагается шпонка.

Максимальное нормальное напряжение при изгибе:

σ_{изг max В} = = МПа

Для диаметра вала d₇ = мм выбираем шпонку (из табл. П4) с параметрами b = мм, h = мм, t₁ = мм, а

момент сопротивления при изгибе в точке В:

W_{изг В} = 0,1d₇³ – = мм³

тогда:

σ_{изг max В} = МПа

Максимальное касательное напряжение в точке В:

τ _{max В} = МПа,

где момент сопротивления при кручении в точке В:

W_{кр В} = 0,2d₇ ³ – = мм³

τ _{max В} = МПа

Коэффициент запаса прочности в точке В по нормальным напряжениям:

=

Коэффициент запаса прочности в точке В по касательным напряжениям:

=

Общий коэффициент запаса прочности в точке В по пределу текучести:

S_тВ = =

при [S_т] = 1,5...2. Условие прочности выполняется.