Połączenie kołkowe wału z piastą

[chudek123]

Moje pytanie zostało przedstawione na samym dole, nie trzeba czytać wszystkich obliczeń.
Treść zadania:

Zaprojektuj połączenie wału z piastą za pomocą kołka wzdłużnego i poprzecznego. Odpowiedz na pytanie czy obliczone cechy geometryczne mieszczą się w przyjmowanych dla takich połączeń założeń konstrukcyjnych? Po wykonaniu narysuj obydwa połączenia.
Oblicz:
-średnicę wału,
-połączenie kołkowe wzdłużne i poprzeczne,
-średnice zewnętrzną piasty.
Dane:
Moment obrotowy M=2000000 Nmm,
Wał: kd=65 MPa, kg=110 MPa, kt=100 MPa, ks=120 Mpa, kr=145 MPa
Kołek: kd=60 MPa, kg=115 MPa, kt=105 MPa, ks=115 Mpa, kr=150 MPa
Piasta: kd=56 MPa, kg=90 MPa, kt=90 MPa, ks=100 Mpa, kr=130 MPa.


Moje obliczenia:

\(\displaystyle{ \tau_{s}=\frac{M_{s}}{W_{o}} \le k_{s}}}\)
\(\displaystyle{ k_{s}=120 MPa}\) (dla wału)[/latex]
\(\displaystyle{ W_{o}=\frac{\pi d_{1}^{3}}{16}}\)
gdzie \(\displaystyle{ d_{1}}\) to średnica wału.
Po przekształceniu \(\displaystyle{ \sqrt[3]{\frac{16M_{s}}{\pi k_{s}}} \le d_{1}}\)
\(\displaystyle{ d_{1} \ge 43,85}\) mm.
Przyjęto \(\displaystyle{ d_{1}=80}\) mm.
Z założeń konstrukcyjnych:

\(\displaystyle{ d_{2}=\left\langle 0,13 ; 0,16\right\rangle d1}\)
\(\displaystyle{ d_{2}=0,16d_{1}=12,8}\) mm.
\(\displaystyle{ l_{o}=\left\langle 1; 1,5 \right\rangle d1}\)
\(\displaystyle{ l_{o}=1,5d_{1}=120}\) mm.
\(\displaystyle{ l_{o}}\) to maksymalna długość kołka.

Obliczenia długości kołka wzdłużnego z naprężeń tnących:
\(\displaystyle{ \tau_{t}=\frac{F}{A} \le k_{t}}}\)
\(\displaystyle{ k_{t}}\)=105 MPa (kołek)
\(\displaystyle{ A=d_{2}l{o}}\)
\(\displaystyle{ F={2M_{s}/d_{1}}}\)
Obliczenia długości kołka wzdłużnego z naprężeń powierzchniowych:
\(\displaystyle{ 1p=\frac{F}{A} \le k_{d}}}\)
\(\displaystyle{ k_{d}}\)=60 MPa (kołek)
\(\displaystyle{ A=0,5*d_{2}l{o}}\)
\(\displaystyle{ F={2M_{s}/d_{1}}}\)

W tym momencie nie wiem, czy \(\displaystyle{ k_{d}}\) zostało dobrane prawidłowo. Czy powinienem wybrać \(\displaystyle{ k_{d}}\) dla piasty, która jest słabsza? Czy powinienem dobierać pomiędzy wałkiem a kołkiem?

[siwymech]

Proszę przyjąć moją uwagę.

Warto przypomnieć jedną z podstawowych zasad konstruowania: oszczędność materiału(kryterium ekonomiczne).
Nie ma powodów do dobrania tak dużej średnicy wałka, skoro obliczeniowa wartość to około 44 mm, pomimo jego osłabienia rowkiem- otworem na kołek.
/ Dobieramy średnicę "normalną"- znormalizowaną/