Проверка:
.7.5. Построение эпюр изгибающих моментов на выходном валу для каждой силовой плоскости методом сечений
1. XOZ
силовой плоскости методом сечений2. XOY
Расчётная схема выходного вала для определения изгибающих моментов в двух силовых плоскостях XOZ и XOY
7.6. Определение суммарного изгибающего момента на выходном валу
Эпюра суммарного изгибающего момента
МI, МII – моменты в опасных сечениях выходного вала;
MИЗГ = max(МI, МII );
МИЗГmax= MI = 312 Нм.
Наибольший изгибающий момент МИЗГmax= 312 Нм находится в сечении вала под шестерней.
Определение осевого момента сопротивления в опасном сечении вала
где dос= 75(50) мм – диаметр вала в опасном сечении (средний диаметр шлицев:
);Определение полярного момента сопротивления в опасном сечении вала
7.7. Проверка выходного вала на статическую и усталостную прочность
Расчетное напряжение изгиба в опасном сечении вала
где b*- коэффициент пусковых и перегрузочных моментов;
принят b* = Тmax/Tном = 2,5 - для АД типа АИР250L4.
Расчетное напряжение растяжения/сжатия от осевой силы
Определение эквивалентного напряжения по III теории прочности
,где
- допускаемое напряжение изгиба;Материал вала – сталь 40Х:
- предел текучести; - предел прочности (при НВ ≥ 240 – 270); - пределы выносливости при изгибе и кручении; - допускаемый запас статической прочности;7.8. Проверка опасного сечения выходного вала на усталостную прочность с учетом концентрации напряжений
Коэффициенты запаса прочности по напряжениям изгиба и кручения
где
, - среднее напряжение изгиба и амплитуда симметричного цикла; - среднее напряжение кручения и амплитуда цикла;- пределы выносливости для материала вала при симметричных циклах изгиба и кручения;
- коэффициенты чувствительности материала вала, учитывающие влияние постоянной составляющей цикла на усталостную прочность, приняты - для легированной стали, табл. [табл.5.11-5.16, стр184,Киркач]; коэффициент упрочняющей технологии, принят (шлифование) [табл.5.11-5.16, стр184,Киркач]; - масштабные факторы для нормальных и касательных напряжений, учитывающие влияние абсолютных размеров вала на предел выносливости, приняты [табл.5.11-5.16, стр184,Киркач];; - эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении, обусловленные различными факторами концентрации напряжений (шлицевое соединение),приняты
[табл.5.11-5.16, стр184,Киркач];Общий расчетный запас выносливости
7.9. Расчет шлицевых соединений выходного вала на прочность по напряжениям смятия
На выходном валу под зубчатым колесом выбрано шлицевое соединение легкой серии:
; - прямобочные шлицы.где z – число зубьев; d– внутренний диаметр; D – наружный диаметр; b – ширина шлицев;
= 45 75 МПа - допускаемое напряжение смятия (неподвижное соединение, средние условия эксплуатации, НВ ≤ 350);КН – коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями, принят
КН = 0,75;
На цилиндрическом хвостовике выходного вала выбрано шлицевое соединение средней серии:
; - прямобочные шлицы. = 45 75 МПа - допускаемое напряжение смятия (неподвижное соединение, средние условия эксплуатации, НВ ≤ 350);КН – коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями, принят
КН = 0,8;
7.10. Определение расчетной долговечности и ресурса работы подшипников качения для выходного вала
Для расчета принят подшипник 2213 легкой узкой серии (ГОСТ8328-75).
Определение эквивалентной динамической нагрузки на подшипник
,