3.Проверочный расчет валов.

1. Быстроходный вал.

Опасные сечения: 2 и 3 ступени вала.

Осевой момент сопротивления сечения вала:

Wnetto= 0,1∙d³=0,1∙45³=9113 мм²;

где d – диаметр соответствующего участка вала;

Полярный момент сопротивления сечения вала:

=0,2d³= 0,2∙45³= 18225 мм² ;

Амплитуда нормальных напряжений:

Амплитуда касательных напряжений:

Коэффициент концентрации нормальных напряжений:

(Кσ)d = (Кσ/Кd+Кf-1) = 3,4;

где K_σ – эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений, K_σ=2,45;

K_d – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, K_d=0,75;

K_Fσ – коэффициент влияния шероховатости, K_Fσ=1;

.

Коэффициент концентрации касательных напряжений:

(Кτ)d = (Кτ/Кd+Кf-1) =3,0;

где K_τ – эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений, K_τ=2,25;

K_d – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, K_d=0,7;

K_Fτ – коэффициент влияния шероховатости, K_Fτ=1.

Предел выносливости в расчётном сечении вала.

; ;

σ-1=410; τ-1 =237,8 – пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения .

= 410/3,4 =120,6 Н/ ;

= 237,8/3,0 = 79,3 Н/ ;

Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Sσ = ; Sτ = ;

Sσ =6,2 ;

Sτ =26,4;

Запас прочности:

, где [S]=1,6…2.1

Вал прочный.

Опасное сечение 3.

Осевой момент сопротивления сечения вала:

Wnetto= 0,1∙ =14887,7 мм²;

Полярный момент сопротивления сечения вала:

=0,2 = 29775,4 мм² ;

Амплитуда нормальных напряжений:

Амплитуда касательных напряжений:

Коэффициент концентрации нормальных напряжений:

(Кσ)d = (Кσ/Кd+Кf-1) =2,9;

где, K_σ=2,05;

K_d=0,7;

K_Fσ=1;

Коэффициент концентрации касательных напряжений:

(Кτ)d = (Кτ/Кd+Кf-1) = 2,4;

Где K_τ=1,65;

K_d=0,7;

K_Fτ=1.

Предел выносливости в расчётном сечении вала.

; ;

σ-1=260; τ-1 = 151 – пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения .

= 410/2,9 =141,1 Н/ ;

= 237,8/2,4 = 99,1 Н/ ;

Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Sσ = ; Sτ = ;

Sσ = 141,1/6,8=20,8 ;

Sτ =99,1/3,0=33,0;

Запас прочности:

, где [S]=1,6…2.1

Вал прочный.

2. Тихоходный вал.

Концентрацию напряжений на 3-й ступени тихоходного вала определяют – посадка колеса с натягом и шпоночный паз.

Осевой момент сопротивления сечения вала:

Wnetto=0,1d³- b∙t1(d-t1)²/2d=24202,5 мм²;

Полярный момент сопротивления сечения вала:

=0,2d³ - b∙t1(d-t1)²/2d=0,2∙70³ - мм²

Амплитуда нормальных напряжений:

где М – суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении.

Амплитуда касательных напряжений:

где M_к – крутящий момент.

Коэффициент концентрации нормальных напряжений:

,

где K_σ =2,15;

K_d=0,67

K_F =1

Коэффициент концентрации касательных напряжений:

где K_τ =2,0

K_d=0,67

K_F =1

Предел выносливости в расчётном сечении вала.

; ;

σ-1=260; τ-1 = 151 – пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения .

= 410/3,2=128,1Н/ ;

= 237,8/3,0=79,3 Н/ ;

Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Sσ = ; Sτ = ;

Sσ =128,1/5,0=25,6;

Sτ =79,3/18,4=4,3;

Запас прочности:

, где [S]=1,6…2.1