Проверочный расчет валов.

6.1. Проверочный расчет входного вала.

Исходные данные, известные из предыдущих расчетов:

F_t1 = 1467 H;

F_r1 = 515 H;

F_a1 = 115 H;

Fоп=336 Н

Проверка

Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

Проверка

6.3. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов

в вертикальной плоскости:

M_Y1 = Fа1×D1/2= 115×50/2=2875 Н×мм

M_Y2 = Fа1×D1/2-Fr1×l1 = 115×50/2-515×35=-15150 Н×мм

M_Y3 =0

в горизонтальной плоскости:

M_X1 = 0

M_X2 = F_t1× l ₁ = 1467 ×35 =51345Н×мм

M_X3 = 0

M_X4 = -F_ОП× L _ОП/ =-336 ×55 =-18480Н×мм

Эпюра крутящих моментов :

M_1к = F_a1 d ₁/2= 115 50/2=2875 Н×мм

6.4. Назначение опасных сечений.

Основываясь на эпюрах изгибающих и крутящего моментов и эскизе вала, назначаем сечение, для которого будет выполняться расчет. Это опасное сечение в точке 2.

6.5 Проверка прочности вала в сечении 2.

Моменты сопротивления сечения вала-шестерни (по таблице 4[5]):

Напряжения изгиба:

Напряжения кручения:

Пределы выносливости материала (таблица 3[5]):

s_-1 = 360 МПа; t_-1 = 210 МПа.

Коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла напряжений для стали 40ХН:

y_s = 0.15; y_t = 0.1

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для стали 40ХН с пределом прочности sВ = 820 МПа (по таблице 4[5]):

K_s = 2.4; K_t = 1.8

Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения при d = 40 мм (по таблице 6[5]):

e_s = 0.70; e_t = 0.70

Коэффициент влияния шероховатости поверхности (по таблице 7[5]):

K_F = 1.12

Коэффициент влияния поверхности упрочнения (по таблице 8[3]):

K_V = 1.3

Коэффициент перехода от пределов выносливости образцов к пределу выносливости деталей.

по нормальным напряжениям:

Коэффициент запаса только по касательным напряжениям кручения:

Коэффициент запаса сопротивлению усталости:

6.6. Проверочный расчет промежуточного вала.

Исходные данные, известные из предыдущих расчетов:

F_t2 =1467 H;

F_r2 = 115 H;

F_a2 =515 H;

F_t3 = 3687 H;

F_r3 = 1341 H;

F_a3=0.

6.7. Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

Проверка

Опорные реакции в вертикальной плоскости:

-

Проверка -

6.8. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов .

в горизонтальной плоскости:

M_Y1 = -F_t2×25 =-8918 Н×мм

M_Y2 =-F_t3×34 =-143825 Н×мм

в вертикальной плоскости:

M_X1 = F_t×25 = 9178×мм

M_X2 = F_t×25 –Fa D₂/2 =2414H×мм

Эпюра крутящих моментов :

M_2к = F_a2 D ₂/2=85297 Н×мм

6.9. Назначение опасных сечений.

Основываясь на эпюрах изгибающих и крутящего моментов и эскизе вала, назначаем сечение, для которого будет выполняться расчет. Это опасное сечение в точке 3.

6.10. Проверка прочности вала в сечении 3.

Напряжения изгиба:

Напряжения кручения:

Необходимые коэффициенты выбираем по п.5.5.

Коэффициент запаса сопротивлению усталости:

6.11. Проверочный расчет выходного вала.

Исходные данные, известные из предыдущих расчетов:

F_t4 = 3687 H;

F_r4 = 1341 H;

F_м = T₃ /R_ср= 355/0,095=3776 Н.

6.12. Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

Опорные реакции в вертикальной плоскости:

6.13. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов .

в горизонтальной плоскости:

M_Y1 = -Fm×60 =334224 Н×мм

M_Y2 =F_r4×80 =98960 Н×мм

в вертикальной плоскости:

M_X1 = Ft×30 =1471800H×мм

Эпюра крутящих моментов :

M_2к = F_t4 d ₄/2= 3687 192/2=1551215 Н×мм

6.14. Назначение опасных сечений.

Основываясь на эпюрах изгибающих и крутящего моментов и эскизе вала, назначаем сечение, для которого будет выполняться расчет. Это опасное сечение в точке A.

6.15. Проверка прочности вала в сечении A.

Моменты сопротивления сечения диаметр вала выходного под подшипник

диаметр 70 мм.

Напряжения изгиба:

Напряжения кручения:

Необходимые коэффициенты выбираем по п.5.5.

Коэффициент запаса только по касательным напряжениям кручения:

Коэффициент запаса сопротивлению усталости: