Механический привод

Определяем  напряжения в опасных сечениях вала , Н/мм²:

 

а) нормальные напряжения изменяются по симметричному  циклу , при котором амплитуда напряжений равна расчетным напряжениям изгиба , МПа:

,

где М– суммарный  изгибающий момент в рассматриваемом  сечении вала, Н∙м;

W–осевой  момент сопротивления сечения вала (таблица11.1[4]);

W= 26214,4мм³ ;

 

б) касательные  напряжения изменяются по от нулевому циклу, при котором амплитуда  цикла  равна половине расчетных напряжений кручения , МПа:

где – крутящий момент, Н∙м;

W_ρ - полярный момент инерции сопротивления сечения вала(таблица11.1[1]):

W_ρ=52428,8 мм³;

Определяем  коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала (таблица11.2[4]):

;

где и – эффективные коэффициенты концентраций напряжений ,  , ;

– коэффициент влияния шероховатости , =1;

– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

 

 

в) Определяем пределы выносливости в расчетном  сечении валa, Н/мм²:

где– и =0,58 – пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения , Н/мм²;

Согласно  таблице 3.2[4]:

= 380 Н/мм²

=0,58 = 0,58 380 = 220,4 Н/мм²

 Н/мм²

 Н/мм²

 

г) Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

 

д) определяем общий коэффициент запаса прочности  в опасном сечении:

 

е) выполняем  проверку вала в опасном сечении  на статическую прочность, т.е. под  шестерней, т.к. там максимальный эквивалентный момент

где ─ эквивалентный момент в опасном сечении

 ─ допускаемое напряжение  изгиба

Диаметр вала в рассчитываемом сечении d= 36 мм

Вал прошёл проверку на усталостную и статическую прочность.

 

13.2 Проверка на усталостную прочность  тихоходного вала

 

Исследовав  эпюры изгибающих и крутящих моментов, определяем опасное сечение вала, которым является сечение вала под  колесом.

Расчет  производим в соответствии пункта  11.3 [4].

Определяем  напряжения в опасных сечениях вала, Н/мм²:

а) нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, при котором амплитуда напряжений равна расчетным напряжениям изгиба , МПа:

       ,

где М – суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении вала, Н∙м;

–осевой момент сопротивления сечения  вала (таблица11.1[4])

   ;

 МПа;

 

б) касательные  напряжения изменяются по от нулевому циклу, при котором амплитуда  цикла  равна половине расчетных напряжений кручения , МПа:

где – крутящий момент, Н∙м;

- _–полярный момент инерции сопротивления сечения вала, определяем по таблице 11.1 [4]

 МПа;

Определяем  коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала (таблица11.2[4]):

;

где и – эффективные коэффициенты концентраций напряжений , , ;

– коэффициент влияния шероховатости , =1;

– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

 

в) Определяем пределы выносливости в расчетном сечении валa, Н/мм²:

где– и =0,58 – пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, Н/мм²;

Согласно  таблице 3.2[4]  = 335 Н/мм²

=0,58 = 0,58 335 = 194,3 Н/мм²

 Н/мм²

 Н/мм²

 

г) определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

 

д) определяем общий коэффициент запаса прочности  в опасном сечении:

е) выполняем проверку вала в опасном сечении на статическую  прочность, т.е. под подшипником, т.к. там максимальный эквивалентный  момент

где ─ эквивалентный момент в опасном сечении

 ─ допускаемое напряжение  изгиба

Диаметр вала в рассчитываемом сечении d= 50 мм

 

Вал прошёл проверку на усталостную и статическую прочность.