Проектирование привода машины (стр. 6 из 7)

и - коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала.

Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала

где

и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

и - коэффициенты влияния абсолютных размеров сечения;

- коэффициент влияния шероховатости поверхности;

- коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Быстроходный вал (см.рис.3). Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с валом), то есть сталь 45, термическая обработка- улучшение. При диаметре заготовки до 80 мм

(в нашем случае

) предел прочности [1,табл.10.2].

Пределы выносливости материала

Сечение А-А. Диаметр вала в этом сечении

Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночного паза: и [1,табл.14.9]; [1,табл.14.5]; (шероховатость поверхности ) [1,табл.14.12]; (поверхность без упрочнения) [1,табл.14.11]; [1,табл.14.13].

Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала

Изгибающий момент (см.рис.3)

где

длина шпонки (см.п.3.3);

длина ступицы полумуфты (см.п.3.3);

сила нагрузки на вал от муфты (см.п.3.7.1).

Полярный и осевой моменты сопротивления сечения (

ширина шпоночного паза b=10 мм, а его глубина [1,табл.7.1])

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности

Большой коэффициент запаса прочности объясняется тем, что диаметр выходного конца вала был увеличен при конструировании для соединения его стандартной муфтой с валом электродвигателя (см.п.3.2.1).

По этой же причине проверять прочность в сечении Б – Б нет необходимости. Прочность вала обеспечена.

Тихоходный вал ( см.рис.4 ). Материал вала – сталь 45, термическая обработка – улучшение.

Наибольший диаметр вала [1,табл.14.1]

где

см.п.3.2.2;

При диаметре заготовки до 80 мм предел прочности

[1,табл.10.2].

Пределы выносливости материала

Сечение В - В. Диаметр вала в этом сечении

. В данном сечении два источника концентрации напряжений : наличие шпоночного паза и посадка с натягом в сопряжении “ ступица – вал “. Коэффициенты концентрации напряжений от посадки с натягом [1,табл.14.10] (шероховатость поверхности ) [1,табл.14.12]; (поверхность без упрочнения) [1,табл.14.11];

[1,табл.14.13]. Коэффициенты концентрации напряжений от шпоночного паза: и [1,табл.14.9];

[1,табл.14.5]; отношения

При расчёте учитываем источник концентрации с наибольшим отношением.

Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала

Изгибающий момент (см.рис.4)

Полярный и осевой моменты сопротивления сечения (

ширина шпоночного паза b=16 мм, а его глубина t 1=6 мм [1,табл.7.1])

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности

Сечение Г – Г. Диаметр вала в этом сечении

Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночного паза: [1,табл.14.9]; [1,табл.14.5]; (шероховатость поверхности ) [1,табл.14.12]; (поверхность без упрочнения) [1,табл.14.11]; [1,табл.14.13].

Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала

Изгибающий момент (см.рис.4)

где

длина шпонки (см.п.3.3);