Расчёт 1-го вала

Крутящий момент на валу Tкр.= T1= 85002,372 H·мм.

Для данного вала выбран материал: сталь 45. Для этого материала:

- предел прочности sb= 780 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба

s-1= 0,43 · sb= 0,43 · 780 = 335,4 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле кручения

t-1= 0,58 · s-1= 0,58 · 335,4 = 194,532 МПа.

2 - е с е ч е н и е.

Диаметр вала в данном сечении D = 35 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (см. табл. 8.7[1]).

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Ss= (11.10)

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

sv= 12,296 МПа, (11.11)

здесь

Wнетто= 4209,243 мм3 (11.12)

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

sm= 0,282 МПа, (11.13)

здесь: Fa= 271,098 МПа - продольная сила,

- ys= 0,2 - см. стр. 164[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- s= 3,102 - находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

Ss= 8,517.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

St= где: (11.14)

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

tv= tm= (11.15)

tv= tm= = 5,049 МПа,

здесь

Wк нетто= 8418,487 мм3 (11.16)

- yt= 0.1 - см. стр. 166[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- = 2,202 - находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

St= 16,256.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 7,544 (11.17)

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5.

Проверим вал на статическую прочность.

Проверку будем проводить по допустимым напряжениям. Коэффициент перегрузки Кп = 1. Проверка по допустимым напряжениям на статическую прочность проводится по формуле 11.2[2]:

sэкв.max= Kп· sэкв.= Кп· £ [sст.], где: (11.18)

176 МПа, здесь sт = 440 МПа; [S]=2.5 - минимально допустимый коэффициент запаса прочности.

Тогда:

sэкв.max= 1 · = 15,089 МПа £ [sст.]

Таким образом сечение полностью проходит по прочности.

3 - е с е ч е н и е.

Диаметр вала в данном сечении D = 40 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Ширина шпоночной канавки b = 12 мм, глубина шпоночной канавки t1= 5 мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Ss= (11.19)

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

sv= 17,197 МПа, (11.20)

здесь

Wнетто= (11.21)

Wнетто= = 5364,435 мм3,

где b=12 мм - ширина шпоночного паза; t1=5 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

sm= 0,216 МПа, (11.22)

здесь: Fa= 271,098 МПа - продольная сила,

- ys= 0,2 - см. стр. 164[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- ks= 1,8 - находим по таблице 8.5[1];

- es= 0,88 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

Ss= 9,238.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

St= где: (11.23)

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

tv= tm= (11.24)

tv= tm= = 3,649 МПа,

здесь

Wк нетто= (11.25)

Wк нетто= 11647,621 мм3,

где b=12 мм - ширина шпоночного паза; t1=5 мм - глубина шпоночного паза;

- yt= 0.1 - см. стр. 166[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- kt= 1,7 - находим по таблице 8.5[1];

- et= 0,77 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

St= 22,437.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 8,542 (11.26)

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5.

Проверим вал на статическую прочность.

Проверку будем проводить по допустимым напряжениям. Коэффициент перегрузки Кп = 1. Проверка по допустимым напряжениям на статическую прочность проводится по формуле 11.2[2]:

sэкв.max= Kп· sэкв.= Кп· £ [sст.], где: (11.27)

176 МПа, здесь sт = 440 МПа; [S]=2.5 - минимально допустимый коэффициент запаса прочности.

Тогда:

sэкв.max= 1 · = 18,322 МПа £ [sст.]

Таким образом сечение полностью проходит по прочности.

Поиск по сайту: