- εσ = 0,76 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:
Sσ = 15,88,
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Sτ = τ - 1 / ((kτ / (εt×β)) ×τv + τt×τm), где:
- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:
τt = τm = τmax / 2 = 0,5 × Tкр / Wк нетто = 6,455 МПа, здесь π× D3 b × T1× (D - T1)2 = Wк нетто = 16 - 2 × D
= 3,14 × 63,03- 18,0 × 7,0 × (63,0 - 7,0)2 = 24100,307 мм3
16 2 × 63,0
- φt = 0,1 - см. стр. 166[1];
- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].
- kτ = 1,7 = 1,7 - находим по таблице 8,5[1];
- ετ = 0,65 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:
Sτ = 10,777,
Результирующий коэффициент запаса прочности:
S = √ SSσ×2 + S Sττ2 = √ 1515,88 ,88 + 10,777 × 10,777 = 19,192
σ
Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5, Сечение проходит по прочности.
4 - E СЕЧЕНИE.
Диаметр вала в данном сечении D = 58,0 мм. Это сечение при передаче вращающего момента через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Sτ = τ - 1 / ((kτ / (εt×β)) ×τv + τt×τm), где:
- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:
τv = τm = τmax / 2 = 0,5 × Tкр / Wк нетто = 8,706 МПа, здесь
π× D3 3,14 × 58,03
Wк нетто = - = 36072,359 мм3
16 16
где b = 16,0 мм - ширина шпоночного паза; T1 = 6,0 мм - глубина шпоночного паза; - φt = 0,1 - см. стр. 166[1];
- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1]. - kτ = 1,7 - находим по таблице 8,5[1];
- ετ = 0,65 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда: Sτ = 7,991,
ГОСТ 16162 - 78 указывает на то, чтобы конструкция редукторов предусматривала возможность восприятия консольной нагрузки, приложенной в середине посадочной части вала. Величина этой нагрузки для редукторов должна быть 2,5 × Т1/2,
Приняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты l =
80 мм, получим Мизг = 2,5 × Tкр1/2× 80 / 2 = 79251,31 Н×мм.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Sσ = σ - 1 / ((kσ / (σσ×β)) ×σv + φσ×σm), где: - амплитуда цикла нормальных напряжений: σv = Mизг / Wнетто = 4,685 МПа, здесь
b × T1× (D -
Wнетто = π× D3- T1)2 =
32 2 × D
3,14 × 63,0316,0 × 6,0 × (58,0 -
= - 6,0)2 = 16917,283 мм3
32 2 × 58,0
где b = 16,0 мм - ширина шпоночного паза; T1 = 6,0 мм - глубина шпоночного паза; - среднее напряжение цикла нормальных напряжений:
σm = Fa / (π× D2 / 4) = 0,0 МПа,
- φσ = 0,2 - см. стр. 164[1];
- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1]; - kσ = 1,8 - находим по таблице 8,5[1]; - εσ = 0,76 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:
Sσ = 29,322,
Результирующий коэффициент запаса прочности:
S = Sσ× Sτ = 7,991 × 29,322 = 30,3927,991 + 29,322
Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5, Сечение проходит по прочности.
1 - E СЕЧЕНИE.
Диаметр вала в данном сечении D = 63,0 мм и d = 60,0 мм. Концентрация напряжений обусловлена галтелью (см. табл. 8,2[1]). Проверку будем проводить по 3 - му сечению, где наибольший изгибающий момент.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Sσ = σ - 1 / ((kσ / (σσ×β)) ×σv + φσ×σm), где: - амплитуда цикла нормальных напряжений:
σv = Mизг / Wнетто = 9,831 МПа, здесь
Wнетто = π× D3 3,14 × 60,0 3 3
- = 21205,75 мм
32 32
- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:
σm = Fa / (π× D2 / 4) = 0,0 МПа,
- φσ = 0,2 - см. стр. 164[1];
- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];
- kσ = 2,2
- εσ = 0,76 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:
Sσ = 11,432,
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Sτ = τ - 1 / ((kτ / (εt×β)) ×τv + τt×τm), где:
- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла: σtv = τm = τmax / 2 = 0,5 × Tкр / Wк нетто = 7,405 МПа, здесь
Wк нетто = π× D3 - 3,14 × 60,03 3
= 42411,501 мм
16 16
- φτ = 0,1 - см. стр. 166[1];
- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].
- kτ = 1,41
- ετ = 0,65 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:
Sτ = 11,245,
Результирующий коэффициент запаса прочности:
S = √ SSσ×2 + S Sττ2√ 1111,432 ,432 + 11,245 × 11,245 = 14,017σ
Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5, Сечение проходит по прочности.
2 - E СЕЧЕНИE.
Диаметр вала в данном сечении D = 63,0 мм и d = 60,0 мм. Концентрация напряжений обусловлена галтелью (см. табл. 8,2[1]). Проверку будем проводить по 3 - му сечению, где наибольший изгибающий момент.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Sσ = σ - 1 / ((kσ / (σσ×β)) ×σv + φσ×σm), где: - амплитуда цикла нормальных напряжений:
σv = Mизг / Wнетто = 9,831 МПа, здес
π× D3 3,14 × 60,0 3
Wнетто = - = 21205,75 мм3
32 32
- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:
σm = Fa / (π× D2 / 4) = 0,0 МПа,
- φσ = 0,2 - см. стр. 164[1];
- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];
- kσ = 2,2
- εσ = 0,76 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:
Sσ = 11,432,
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Sτ = τ - 1 / ((kτ / (εt×β)) ×τv + τt×τm), где:
- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла: σtv = τm = τmax / 2 = 0,5 × Tкр / Wк нетто = 7,405 МПа, здесь
Wк нетто = π× D3 - 3,14 × 60,03 = 42411,501 мм3
16 16
- φτ = 0,1 - см. стр. 166[1];
- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].
- kτ = 1,41
- ετ = 0,65 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:
Sτ = 11,245,
Результирующий коэффициент запаса прочности:
S = √ SSσσ×2 + S Sττ2 = √ 1111,432 ,432 + 11,245 × 11,245 = 14,017
Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5, Сечение проходит по прочности.
РАСЧЁТ 4-ГО ВАЛА.
Крутящий момент на валу Tкр = 1316251,672 H×мм. Для данного вала выбран материал:
сталь 45. Для этого материала: - предел прочности σb = 780,0 МПа;
- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба σ-1 = 0,43 ×σb = 335,4 МПа; - предел выносливости стали при симметричном цикле кручения τ-1 = 0,58 ×σ-1 = 194,532 МПа.
2-E СЕЧЕНИE.
Диаметр вала в данном сечении D = 70,0 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (см. табл. 8.7[1]). Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Sσ = σ-1 / ((kσ / (εσ×β)) ×σv + φσ×σm) , где: - амплитуда цикла нормальных напряжений:
σv = Mизг. / Wнетто = 11,674 МПа, здесь
Wнетто = π× D3 3,14 × 70,0 3 3
- = 33673,946 мм
32 32
- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:
σm = Fa / (π× D2 / 4) = 0,0 МПа,
- φσ = 0,2 - см. стр. 164[1];
- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];
- kσ/εσ = 2,8 - находим по таблице 8.7[1]; Тогда:
Sσ = 6,967.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Sτ = τ-1 / ((kτ / (ετ×β)) ×τv + φτ×τm) , где: - амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла: τt = τm = τmax / 2 = 0,5 × Tкр. / Wк нетто = 9,772 МПа, здесь
Wк нетто = π× D3 - 3,14 × 70,03 = 67347,893 мм3
16 16
- φt = 0,1 - см. стр. 166[1];
- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].
- kτ/ετ = 4,0 - находим по таблице 8.7[1]; Тогда:
Sτ = 6,665.
Результирующий коэффициент запаса прочности:
S = √ SSσσ×2 + S Sττ2 = √ 6,967 6,967 + 6,665 × 6,665 = 9,642
Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.