Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
10 Уточненный расчет валов
Уточненный расчет валов состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и сравнения их с требуемыми (допустимым) значениями [S] = 2,5 ( [1] с.162) Прочность соблюдена при S ≥ [S]
Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.
Ведущий (входной) вал редуктора(рис4)
Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена за одно с валом т.е. сталь 45, термическая обработка улучшенная.
По табл. 3.3 [1] при диаметре заготовки до 90 мм(в нашем случае da1 = 57,8 мм) среднее значениеσВ = 780 мм. Предел выносливости при симметричном цикле изгиба.
σ – 1 ≈ 0,43 · σВ (80)
σ – 1 ≈ 0,43 ·
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
31
01.2013.2-740601.1.72.1ТН-12.10ПЗ
780 = 335,4 МПа
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений.
τ -1 ≈ 0,58 · σ – 1 (81)
τ -1 ≈ 0,58 · 335,4 = 194,5 МПа
СечениеА (справа на расстоянии x1) концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки.
Эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений Kσ = 1,59 и касательных напряжений Kτ = 1,49, масштабный фактор для нормальных напряжений Eσ = 0,88, касательных напряжениях Eτ = 0,77 ([1] табл. 8.8)
Изгибающий момент (положим x1 = 10 мм.)
Maспр. = FВ · х1 = 855 · 0,010 = 8,55 Н · м = 8,55 · 103 Н (82)
Крутящий момент Т1 = 48Н · м
Момент сопротивления сечения нетто при в = 8мм и t1 = 4,0мм[1] с.169
при d = 22мм
Wнетто = - (83)
Wнетто = - = 1,021 · 103м
Амплитуда нормальных напряжений изгиба
συ = (84)
συ = = 8,4 МПа
Момент сопротивления кручению сечения нетто
WKнето = - (85)
WKнето = - = 2,1 · 103 мм3
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
τu = τm = (86)
τu = τm = = 22,85 МПа
Коэффициент запаса прочности
а) по нормальным напряжениям
Sσ = (87)
ψσ = 0,2 ([1]) c. 164
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
32
10ПЗ
σm = ([1]) σm =
Sσ = = 8,79
б) По касательным напряжениям
Sτ = (88)
ψτ = 0,1 ([1]) c.166
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
33
10ПЗ
Sτ = = 4,18
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Аспр.
S = (89)
S = =3,77
Сечение В слева. Концентрация напряжения обусловлена переходом от Ø 22 к Ø 25 мм при = = 1,136 и = = 0,1022 коэффициенты концентрации напряжений Kσ = 1,51 и Kτ = 1,17 ([1] таблица 8.2)
Внутренние силовые факторы изгибающий момент MB слева = FB · L3 = 855· 0,063 = 53,8H · м, крутящий момент T1 = 48H · м
Осевой момент сопротивления сечения
W = (90)
W = = 1044,8 мм3 = 1,1 · 103 м
Амплитуда нормальных напряжений
συ = (91)
συ = = 48,9 МПа
Полярный момент сопротивления
WP = 2 · W (92)
WP = 2 · 1,1 = 2,2мм3
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
τυ = τm = = (93)
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
34
10ПЗ
τυ = τm = = 10,9 МПа
Коэффициент запаса прочности
Sσ = (94)
Sσ = = 3,9
Sτ = (95)
Sτ = = 11,01
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения В слева
S= (96)
S = = 3,67
Сечение В концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантируемым натягом = 1,7 (при dn1 = 30 мм) и = 1,5 · + 0,4([1] таблица 8.7 с 166) = 1,5 · 1,7 + 0,4 = 2,95принимаем ψσ = 0,15 и ψτ = 0,1
Изгибающий момент
MB = FB · L3 = 855· 0,0615 = 52,6 H · м
Осевой момент сопротивления
W = (97)
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
35
10ПЗ
W = = 47,5 мм3
Амплитуда нормальных напряжений
συ = σmax = (98)
συ = σmax = = 1132,6 МПа
Полярный момент сопротивления
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
τυ= τm = = (99)
τυ = τm = = 1,09 МПа
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
Sσ = (100)
Sσ =
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
Sτ = (101)
Sτ = =111,5
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения В
S = (102)
S = = 0,1
Коэффициент запаса прочности В, сечение С (проверку прочности) не определяем, т.к. диаметр вала увеличен ≈ до d1 =53,3 мм, а суммарный изгибающий момент
MC = (103)
MC = = 34,1
что меньше чем в сечении В.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
36
10ПЗ
Таблица 3 - Коэффициенты запаса прочности
|
Коэффициент |
Сечение |
||
|
А - А |
В – В(слева) |
В - В |
|
|
S |
3,8 |
3,7 |
0,1 |