11. Перевірка міцності валів
11.1 Ведучий вал
11.1.1 З таблиць (1, ст. 208 ) виписуємо механічні характеристики матеріалу валу
σв = 800 МПа, σт =650 МПа, τт = 390 МПа σ-1 = 360 МПа , τ-1= 210 МПа
11.1.2. Переріз А-А. В цьому перерізі концентратором напруг є посадка підшипника з гарантованим натягом.
11.1.2.1 Осьовий момент опору вала W, мм3, визначаємо за формулою
(11.1)
мм3
11.1.2.2 Еквівалентну напругу σе, МПа, визначаємо за формулою
(11.2)
МПа
11.1.2.3 Коефіцієнт запасу міцності по текучості ST визначаємо за формулою
,
(11.3)
де Кп - коефіцієнт перевантаження, Кп = 2,5 (1, ст. 226).
11.1.2.4 Амплітуди напружень циклу в небезпечному перерізі σа, τа, МПа, визначаємо за формулами
(11.4)
,
(11.5)
МПа
МПа
11.1.2.5 По таблицях (1, ст. 212) вибираємо коефіцієнти концентрації напруг
Кσ
/Кd
= 3,3 ; Кτ/Кd
= 2,3 ;
К
F
= 1 ; Кv=
1.
11.1.2.6Коефіцієнти концентрації напруг в даному перерізі (Кσ )D, (Кτ) D визначаємо за формулами
(11.6)
,
(11.7)
11.1.2.7 Границі витривалості вала (σ-1)D , ( τ-1)D , МПа, визначаємо за формулами
(11.8),
(11.9)
МПа
МПа
11.1.2.8 Коефіцієнт запасу міцності по нормальним і дотичним напругам Sσ , Sτ визначаємо за формулами
(11.5)
(11.10)
11.1.2.9 Коефіцієнт запасу міцності в перерізі S визначаємо за формулою
(11.11)
11.2 Ведений вал
11.2.1 З таблиць (1, ст. 208 ) виписуємо механічні характеристики матеріалу валу – сталь 45 : σв = 800 МПа, σт =550 МПа, τт = 300 МПа σ-1=350 МПа , τ-1=210 МПа
11.2.2.
Переріз А-А. В цьому перерізі концентратором
напруг є ступінчастий перехід на валу
з галтеллю.
11.2.2.1 Осьовий момент опору вала W, мм3, визначаємо за формулою
(11.12)
мм3
11.2.2.2 Згинаючий момент в перерізі МА , Нмм, визначаємо за формулою
(11.13)
Нмм
Еквівалентну напругу σе, МПа, визначаємо за формулою
(11.14)
МПа
11.2.2.3 Коефіцієнт запасу міцності по текучості ST визначаємо за формулою
, (11.15)
де Кп - коефіцієнт перевантаження, Кп = 2,5 (1, ст. 226).
11.2.2.4 Амплітуди напружень циклу в небезпечному перерізі σа, τа, МПа, визначаємо за формулами
(11.16)
,
,
(11.17)
МПа
МПа
11.2.2.5 По таблицях (1, ст. 212) вибираємо коефіцієнти концентрації напруг
Кσ =1.95 Кτ = 1,63 Кd= 0,85; К F = 1;1 Кv= 1.
11.2.2.6 Коефіцієнти концентрації напруг в даному перерізі (Кσ )D, (Кτ) D визначаємо за формулами
(11.18)
,
(11.19)
11.2.2.7 Границі витривалості вала (σ-1)D , ( τ-1)D , МПа, визначаємо за формулами
(11.20), (11.21)
МПа
МПа
11.2.2.8 Коефіцієнт запасу міцності по нормальним і дотичним напругам Sσ , Sτ визначаємо за формулами
(11.22), (11.23)
11.2.2.9 Коефіцієнт запасу міцності в перерізі S визначаємо за формулою
(11.24)
11.2.3. Переріз Б-Б. В цьому перерізі концентратором напруг є шпонковий паз на валу під зубчастим колесом.
11.2.3.1 Осьовий і полярний момент опору вала W, WK , мм3, визначаємо за формулами
(11.25),
(11.26)
мм3
мм3
11.2.3.2 Сумарний згинаючий момент в перерізі МБ , Нмм, визначаємо за формулою
(11.27)
Нмм
Еквівалентну напругу σе, МПа, визначаємо за формулою
(11.28)
МПа
11.2.3.3 Коефіцієнт запасу міцності по текучості ST визначаємо за формулою
, (11.27)
де Кп - коефіцієнт перевантаження, Кп = 2,5 (1, ст. 226).
11.2.3.4 Амплітуди напружень циклу в небезпечному перерізі σа, τа, МПа, визначаємо за формулами
(11.28)
,
(11.29)
МПа
МПа
11.2.3.5 По таблицях (1, ст. 212) вибираємо коефіцієнти концентрації напруг
Кσ = 2; Кτ = 1,9; Кd= 0,81; К F = 1,12; Кv= 1.
11.2.3.6 Kоефіцієнти концентрації напруг в даному перерізі (Кσ )D, (Кτ) D визначаємо за формулами
(11.30) , (11.31)
11.2.3.7 Границі витривалості вала (σ-1)D , ( τ-1)D , МПа, визначаємо за формулами
(11.32),
(11.33)
МПа
МПа
11.2.3.8 Коефіцієнт запасу міцності по нормальним і дотичним напругам Sσ , Sτ визначаємо за формулами
(11.34),
(11.35)
11.2.3.9 Коефіцієнт запасу міцності в перерізі S визначаємо за формулою
(11.36)
