Так как
, то вал выдерживает заданную нагрузку.Расчёт на сопротивление усталости:
Вычислим коэффициент запаса прочности S для опасного сечения О.О.
,[S]=1.5-2.5-допустимое значение коэф. Запаса прочности.
Напряжения в опасных сечениях
; ; -коэффициенты снижения предела выносливости; -эффективные коэффициенты концентрации напряжений; -коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения; -коэффициенты влияния качества поверхности; -коэффициент влияния поверхностного упрочнения; ;3.4 Приводной вал (расчёт на статическую прочность)
Находим реакции опор А и Б:
Определяем нормальные и касательные напряжения при действии максимальных нагрузок:
; ; -суммарный изгибающий момент, где -коэффициент перегрузки(для асинхронных двигателей =2,2 ). -осевая сила; -момент сопротивления сечения вала; -площадь поперечного сечения; -крутящий момент; -момент сопротивления сечения вала;Так как
, то вал выдерживает заданную нагрузку.Расчет сварного соединения:
Вид сварки: выбираем сварку ручную электродами повышенного качества.
Данный способ соединений применен в конструкции приводного вала, в частности сварных звездочек. В данном случае примененяются специальные втулки к которым привариваются звездочки, образуя единую конструкцию, что обеспечивает нам удобство сборки узла и простоту точения самого приводного вала при его изготовлении.
Имеем тавровое соединение угловыми швами.
Соединение рассчитывается по касательным напряжениям, опасное сечение находится по биссектрисе прямого угла.
t = (Тз/2)/Wк£ [t’],
где [t’] – допускаемое напряжение при статической нагрузке для сварных швов. Определяется в долях от допускаемого напряжения растяжения соединяемых деталей;
Тз – вращающий момент на звездочке, Тз = 443,72 Нм;
Wк – момент сопротивления при кручении.
Для полого круглого сечения
Wк = (p*D2*0,7*k)/4,
к – катет сварного шва, он находится в пределах 0,5*d£k£d ,
d – толщина меньшей из свариваемых заготовок, d = 8 мм;
к = 5мм;
Wк = 3,14*662*0,7*5/4 =14368,6 мм3;
Так как сварка ручная электродами повышенного качества, то
[t’] = 0,65*[s]р,
[s]р = sт / S,
где S – коэффициент безопасности.
S = 1,35…1,6
В качестве материала используем сталь 3:
sт = 220 МПа, S = 1,4.
Тогда [s]р =220/1,4 = 157,14 МПа,
[t’] = 0,65*157,14 = 102,14 МПа.
t = (443,75*103/2)/14368,6 = 15,44 МПа.
Получили, что t = 15,44 МПа £ [t’] = 102,14 МПа.
4 Расчёт подшипников на долговечность
Быстроходный вал: Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии
207: d=35мм, D=72мм, В=17мм, Сor=13.7 кН, Сr=25.5 кН.
V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника
Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.
Промежуточный вал: Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии
207: d=35мм, D=72мм, В=17мм, Сor=13.7 кН, Сr=25.5 кН
V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника
Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.
Тихоходный вал: Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии
213: d=65мм, D=120мм, В=23мм, Сor=34 кН, Сr=56.0 кН.
V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника
Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.
Приводной вал: Подшипники радиальные сферические двухрядные
1213: d=65мм, D=120мм, В=23мм, Сor=17.3 кН, Сr=31 кН.