Проверочный расчет вала

Цель – проверить вал на усталостную выносливость.

1. Составляется расчетная схема. Вала нагрузка основная, действующая на вал приложенная в поле зацепления.

2. Определяется опасное сечение.

Вал представляют в виде балки шарнирно закрепленной на двух опорах и нагруженной сосредоточенной нагрузкой. Шарниры расположены в зависимости от типа подшипника.

Шариковый радиальный – шарнир на ½ ширины подшипника.

нагрузка основная, действующая на вал, приложена в полюсе зацепления. Опоры – подшипники.

Вал заменяют балкой. В полюсе зацепления прикладывают нагрузки, действующие на вал. Вследствие несоосности валов муфта будет вызывать силу:

- вызвана эксцентриситетом муфты.

Ее направляют так, чтобы обеспечить наихудший случай нагружения.

- окружная сила муфты.

1. Рассмотрим силы, действующие в вертикальной плоскости и определяем значение изгибающего момента от действия этих сил

2. Рассмотрим силы, действующие в горизонтальной плоскости с учетом нагрузки от муфты и определим момент горизонтальной плоскости

и

Для каждой из действующих сил строят эпюры.

Затем определяют суммарный изгибающий момент и эквивалентный момент:

По М_э определяют опасное сечение.

2. Расчет на усталостную прочность – проводят в опасном сечении вала.

Вал подвержен воздействию изгиба, которые изменяются по симметричному циклу, и кручения.

Примем, что изгиба изменяется по знакопеременному симметричному циклу, а для напряжений кручения – пульсационный цикл (отнулевой).

Для опасных сечений определяют запасы усталостной прочности и сравнивают их с допускаемыми.

коэффициент запаса усталостной прочности по нормальным напряжениям изгиба.

коэффициент запаса усталостной прочности по напряжениям кручения.

- амплитуда переменных составляющих циклов напряжений

- постоянные составляющие циклов напряжения. =0

- пределы выносливости материала (по справочнику)

- эффективные коэффициенты концентрации напряжений (табл.) при изгибе и кручении.

- коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к ассиметрии цикла напряжений (коэффициенты корректируют влияние постоянных составляющих циклов изменения напряжений на усталостную прочность) – по справочнику.

Для сталей:

При поверхностных упрочнениях коэффициенты - выше, для цементованных

- предельная прочность в МПа.

Проверка вала на статическую прочность при перегрузках.

Производят в целях предупреждения пластических деформаций и разрушений _{с учетом кратковременных перегрузок (например, пусковых перегрузок и т.д.)}

_{Для этого определяют эквивалентные напряжения:}