8.2 Расчет валов на усталостную прочность
Цель расчета – определить коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях вала и сравнить их с допускаемыми: . Методика расчета описана в учебном пособии Шейнблит А.Е., «Курсовое проектирование деталей машин», стр. 267–273.
1. Расчет быстроходного вала на усталостную прочность
На валу два опасных сечения при суммарных изгибающих моментах в сечении 2-й ступени , 3-й -
.
1) Опасное сечение 2-й ступени под подшипником опоры, смежной с консольной нагрузкой.
Опасное сечение 2-й ступени определяют два концентратора напряжений – посадка подшипника с натягом и ступенчатый переход галтелью (т. к.
) между 2-й и 3-й ступенью с буртиком
, где
,
- диаметр 3-й ступени вала,
.
Определяем напряжения в сечении.
а) Нормальные напряжения: , где
- суммарный изгибающий момент во 2-м сечении,
- осевой момент сопротивления сечения вала, следовательно,
.
б) Касательные напряжения:
, где
- полярный момент инерции сопротивления сечения вала,
- крутящий момент,
.
Определяем коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений, учитывая, что вал без поверхностного упрочнения:
,
,
где - эффективные коэффициенты концентрации напряжений,
- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения,
- коэффициент влияния шероховатости.
Для ступенчатого перехода галтелью ,
(так как
,
,
),
, тогда
, а
.
Для посадки подшипника с натягом , а
.
Так как >
и
>
, то для дальнейшего расчета будем использовать наибольшие значения отношений
, а
.
(
, вид механической обработки – шлифование),
,
.
Определяем пределы выносливости:
,
,
где и
- пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения.
,
.
Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
;
.
Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:
.
2) Опасное сечение 3-й ступени под шестерней.
Концентратор напряжений (так как ) – ступенчатый переход галтелью
(т. к.
) между диаметром впадин шестерни
и диаметром ступени
с буртиком
.
Определяем напряжения в сечении.
а) Нормальные напряжения: , где
- суммарный изгибающий момент во 2-м сечении,
- осевой момент сопротивления сечения вала, следовательно,
.
б) Касательные напряжения:
, где
- полярный момент инерции сопротивления сечения вала,
- крутящий момент,
.
Коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений:
;
,
(так как
,
,
),
,
(
, вид механической обработки – обточка),
;
.
,
,
где и
.
Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
;
.
Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:
.
... конструкцию. Проект – это техническая документация, полученная в результате проектирования и конструирования. Цель работы: рассчитать спроектировать и сконструировать одноступенчатый горизонтальный цилиндрический редуктор с шевронным зубом и клиноременную передачу для привада шестеренного насоса. 1. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И КЕНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ Определим общий КПД привода ...
... в часах: где n1 –частота вращения ведущего вала редуктора. Ведомый вал несёт такие же нагрузки, как и ведущий: Fa=...H; Fr=...H; Ft=...H. Нагрузка на вал от муфты Fм=...Н. Из первого этапа компоновки: L2=...м. L3=...м. Составляем расчётную схему вала: Реакции опор: Горизонтальная плоскость Проверка: Вертикальная плоскость: Проверка: ...
... напряжения σэкв = 1, 3 Fр / А (109) σэкв = 1, 3 *1780, 08 / 84, 2 = 27, 48 Н/мм2 [σ] 27, 48 75 Проверить прочность стяжных винтов подшипниковых узлов быстроходного вала цилиндрического редуктора. Rу – большая из реакций в вертикальной плоскости в опорах подшипников быстроходного вала, Rу = 2256, 08 Н. Диаметр винта d2 = 12 мм, шаг резьбы Р = 1, 75 мм. Класс прочности 5.6 ...
... линии заготовка устанавливается на конвейере, перемещающемся от одной обрабатывающей головки к другой. При обработке на автоматической линии установочной базой является поверхность 5. Технологический процесс изготовления крышки корпуса построен таким образом, что принцип постоянства баз выполняется. 2.6 Технологический маршрут и план изготовления детали При составлении технологического ...
0 комментариев