حساب إجهادات السحق والقص في وصلات الخابور بين المحور والمكره
الخابور (Key) هو عنصر نقل العزم بين المحور والمكره. يتحمل الخابور قوى القص والسحق الناتجة عن عزم الدوران. هذا الحساب يتحقق من أن الخابور المختار يتحمل عزم الدوران دون تلف.
σ_c = 2T / (d × l × h) ≤ [σ_c]
τ = 2T / (d × l × b) ≤ [τ]
حيث: T = عزم الدوران (N·mm)، d = قطر المحور (mm)، l = طول الخابور الفعال (mm)، h = ارتفاع الخابور (mm)، b = عرض الخابور (mm).
| قطر المحور d (mm) | b × h (mm) | عمق الحز في المحور (mm) | الطول المتاح (mm) |
|---|---|---|---|
| 10-12 | 4 × 4 | 2.5 | 8-45 |
| 12-17 | 5 × 5 | 3.0 | 10-56 |
| 17-22 | 6 × 6 | 3.5 | 14-70 |
| 22-30 | 8 × 7 | 4.0 | 18-90 |
| 30-38 | 10 × 8 | 5.0 | 22-110 |
| 38-44 | 12 × 8 | 5.0 | 28-140 |
| 44-50 | 14 × 9 | 5.5 | 36-160 |
| 50-58 | 16 × 10 | 6.0 | 45-180 |
| نوع الحمل | [σ_c] (MPa) | [τ] (MPa) |
|---|---|---|
| حمل ثابت (اتجاه واحد) | 100-120 | 60-90 |
| حمل متغيّر خفيف | 50-80 | 30-50 |
| حمل صدمي (مضخات ترددية) | 25-45 | 15-30 |
| المعلمة | الحساب | النتيجة |
|---|---|---|
| عزم الدوران T | 9550 × 11 / 1450 | 72.4 N·m = 72,400 N·mm |
| أبعاد الخابور (d=30) | من الجدول أعلاه | b=8, h=7 |
| طول الخابور l | اختيار l = 32 mm | 32 mm |
| إجهاد السحق | 2 × 72400 / (30 × 32 × 7) | 21.5 MPa (< 100 MPa) |
| إجهاد القص | 2 × 72400 / (30 × 32 × 8) | 18.9 MPa (< 60 MPa) |
| معامل الأمان (سحق) | 100 / 21.5 | 4.65 |
عندما يكون العزم كبيراً جداً ولا يمكن لخابور واحد تحمّله، أو عندما يُطلب نقل عزم في الاتجاهين (المضخات العكوسية)، أو في تطبيقات السرعات العالية حيث الخابور قد يسبب عدم اتزان. التثبيت بالتداخل يوزع الحمل بشكل أكثر انتظاماً.
طول الخابور الفعال = طول تلامس الصرة (Hub). القاعدة العملية: l = (1.0-1.5) × d. إذا كانت الصرة أقصر من d، يجب إعادة حساب الإجهادات. إذا كانت أطول من 1.5d، الجزء الإضافي لا يساهم فعلياً في نقل العزم.