3.2 Расчет быстроходного вала

Определение опорных реакций и изгибающих моментов

Горизонтальная плоскость

Определим опорные реакции:

Определим изгибающие моменты:

Вертикальная плоскость

Определим опорные реакции

Определим изгибающие моменты:

Суммарный изгибающий момент:

Вероятно-опасное сечение 2

Расчет вала в сечении 2

В сечении действуют:

изгибающий момент M = 222,52 Нм

крутящий момент T = 243,397 Нм

осевая сила

Осевой момент сопротивления

Полярный момент сопротивления

Площадь сечения

Напряжения в рассматриваемом сечении:

Напряжения изгиба меняются по симметричному циклу с амплитудой

Средние нормальные напряжения

Касательные напряжения меняются от нулевого цикла

Пределы выносливости:

где для Ст45:179-207HB

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений и коэффициенты влияния размера поперечного сечения:

где = 3,215

Коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали

Примем, что поверхность вала под подшипник получена чистовым обтачиванием с

Примем, что на участке вала с опасным сечением упрочнение отсутствует, тогда

Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла

Коэффициенты запаса прочности

Общий коэффициент запаса прочности

Усталостная прочность вала в сечении 2 обеспечена

4. Расчет ременной передачи

Мощность на ведущем шкиве

Частота вращения ведущего шкива

Передаточное число ременной передачи

По величине крутящего момента на ведущем шкиве выбираем клиновой ремень А нормального сечения. Для этого ремня минимальный диаметр ведущего шкива , ширина нейтрального слоя , площадь поперечного сечения одного ремня А = 138 , масса одного погонного метра .

Определение геометрических размеров передачи:

Диаметр ведущего шкива

Принимаем

Диаметр ведомого шкива

Принимаем

Межосевое расстояние и длина ремня:

Предварительное значение межосевого расстояния

Для определения длины ремня используем зависимость

Округляем L до стандартного значения L = 2240 мм.

Принятое значение удовлетворяет ограничениям

Фактическое межосевое расстояние

Где:

Угол обхвата на ведущем шкиве

Скорость ремня

Окружное усилие

Частота пробегов ремня

Допускаемое полезное напряжение

Где:

приведенное полезное напряжение

Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата

Коэффициент режима работы

где число смен работы передачи в течение суток, коэффициент нагружения при постоянной нагрузке

Приведенное полезное напряжение для нормальных ремней

Где

Коэффициент, учитывающий влияние передаточного числа на напряжения изгиба в ремне

Число ремней

Полученное значение z округлим до ближайшего большего целого числа z = 6, для этого числа ремней

Сила предварительного натяжения одного ремня

Усилия от натяжения ремней, передаваемые на вал