Расчет ведется в опасных сечениях:
,где
– коэффициент запаса усталостной прочности по напряжениям изгиба;
– коэффициент запаса усталостной прочности по напряжениям кручения.
, – пределы выносливости материала при симметричном цикле изменения напряжений по нормальным и касательным напряжениям =380 МПа, =230 МПа.k и k – эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении.
kdи kF – масштабны фактор и фактор качества поверхности
, – коэффициенты, характеризующие чувствительность материала вала к асимметрии цикла. , – амплитуда и среднее значение цикла изменения нормальных напряжений изгиба. Для валов .Для быстроходного вала:
Для поперечных сечений валов, ослабленных шпоночными пазами, осевой момент сопротивления изгибу
Для промежуточного вала:
Для тихоходного вала:
. , –амплитуда и среднее значение цикла изменения касательных напряжений от кручений. Для валов
.Для быстроходного вала:
Для поперечных сечений валов, ослабленных шпоночными пазами, полярный момент сопротивления изгибу
.Для промежуточного вала:
Для тихоходного вала:
.Полученные расчетные значения искомых параметров занесем в табл. 17
Таблицу 17
Быстроходный вал | Промежуточный вал | Тихоходный вал | |
T | 58553 | 255786 | 862983 |
d | 30 | 45 | 56 |
650 | 650 | 650 | |
380 | 380 | 380 | |
230 | 230 | 230 | |
k | 2,03 | 2,03 | 2,03 |
k | 1,64 | 1,64 | 1,64 |
kd | 0,825 | 0,775 | 0,7 |
kF | 0,9 | 0,9 | 0,9 |
0,15 | 0,15 | 0,15 | |
0,05 | 0,05 | 0,05 | |
Mи | 123094,191 | 422801,27 | 921625,131 |
Wи | 2650,719 | – | – |
Wинето | – | 7611,295 | 15098,203 |
Wк | 5301,438 | – | – |
Wкнето | – | 16819,68 | 32339,264 |
49,833 | 55,549 | 61,042 | |
0 | 0 | 0 | |
11,045 | 15,208 | 26,685 | |
0 | 0 | 0 | |
S | 2,789 | 2,35 | 1,932 |
S | 9,428 | 6,432 | 3,311 |
S>[S] | 2,674>1,5 | 2,207>1,5 | 1,669>1,5 |
Валы удовлетворяют условию на усталостную прочность.
9. Расчет быстроходного вала на жесткость
E=2,15·105Н/мм2;
мм4,тогда
(1/Н·мм2)[
]=0,0016 рад; [ ]=0,0002·l; [ ]=0,1·mВертикальная плоскость:
MA=Ft1·f2+RBв·(f1+f2)=0 RBв=-2173,525 MB=–Ft1·f1–RAв·(f1+f2)=0 RAв=-1074,552Проверка: Y=Ft1+RAв+RBв =0
Участок l1=63
EI =EI 0+C=0
EI =EI 0+C· x1+D=0
Участок f2=89
EI =EI 0 –
RAв· +C=0EI =EI 0–
RAв· +C· x2+D=0Участок f3=44
EI =–EI 0 +
RBв· +C=0EI =–EI 0 +
RBв· +C· x3+D=0