Мощность Р=6кВт передаётся с вала диаметром 40 мм зубчатому колесу (m=2мм, Z=150) посредством призматической шпонки.

1. Угловая скорость вала: w = π*n/30 = 3,14*15/30 = 1,57 рад/с.
2. Вращающий момент на валу: М = Р/w = 6000/1,57 = 3821,656 Н*м = 3821656 Н*мм, здесь Р = 6 кВт = 6000 Вт - мощность.
3. Длина ступицы: Lст = (1,2...1,5)*40 = 48...60 мм; принимаем Lст = 60 мм.
4. Для вала диаметром d = 40 мм рекомендуется шпонка b × h = 12 х 8 мм; t1 = 5 мм; длина шпонки L = 56 мм (при длине ступицы Lст = 60 мм).
5. Напряжение смятия: σсм = 2*М/(d*(h - t1)*(L - b)) = 2*3821656/(40*(8 - 5)*(56 - 12) = 7643312/(40*3*44) = 1448 Н/мм2.
6. Допускаемое напряжение смятия при стальной ступице [σ]см = 100...120 Н/мм2, что значительно ниже σсм = 1448 Н/мм2.
7. Решая уравнение (5) относительно L будем иметь длину шпонки: L = (7643312 + 158400) /(110*40*3) = 7801712/13200 = 591 мм; принимаем 2 шпонки по L = 280 мм, расположенные под углом 180°.
8. Напряжение смятия при двух шпонках: σсм = М/(d*(h - t1)*(L - b)) = 3821656/(40*(8 - 5)*(280 - 12) = 3821656/(40*3*268) = 118,8Н/мм2.
9. Условие прочности выполняется, т. к. σсм = 118,8 Н/мм2 < [σ]см = 120 Н/мм2,
10. Длина ступицы будет: Lст = 280 + 5 = 285 мм.

Подобрать призматическую шпонку для соединения стального зубчатого колеса с
валом диаметром d = 50 мм, передающего вращающий момент Т = 250 Н·м. Длина
ступицы зубчатого колеса 80 мм. Нагрузка постоянная, реверсивная