Эпюры моментов 1-го вала

			Mx, Hxмм
			My, Hxмм
			Mм1, Hxмм
			MS=
			Mкр(max)= Ткр, Hxмм

11.3 Расчёт 1-го вала

Крутящий момент на валу Tкр.= T1= 66929,821 H·мм.

Для данного вала выбран материал: сталь 45. Для этого материала:

- предел прочности sb= 780 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба

s-1= 0,43 · sb= 0,43 · 780 = 335,4 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле кручения

t-1= 0,58 · s-1= 0,58 · 335,4 = 194,532 МПа.

С е ч е н и е Б.

Диаметр вала в данном сечении D = 40 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Ширина шпоночной канавки b = 12 мм, глубина шпоночной канавки t1= 5 мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Ss= (11.10)

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

sv= 18,076 МПа, (11.11)

здесь

Wнетто= (11.12)

Wнетто= = 5364,435 мм3,

где b=12 мм - ширина шпоночного паза; t1=5 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

sm= 0 МПа, (11.13)

здесь: Fa= 0 МПа - продольная сила,

- ys= 0,2 - см. стр. 164[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- ks= 1,8 - находим по таблице 8.5[1];

- es= 0,88 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

Ss= 8,799.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

St= где: (11.14)

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

tv= tm= (11.15)

tv= tm= = 2,873 МПа,

здесь

Wк нетто= (11.16)

Wк нетто= 11647,621 мм3,

где b=12 мм - ширина шпоночного паза; t1=5 мм - глубина шпоночного паза;

- yt= 0.1 - см. стр. 166[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- kt= 1,7 - находим по таблице 8.5[1];

- et= 0,77 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

St= 28,497.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 8,407 (11.17)

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

С е ч е н и е В.

Диаметр вала в данном сечении D = 35 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (см. табл. 8.7[1]).

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Ss= (11.18)

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

sv= 15,053 МПа, (11.19)

здесь

Wнетто= 4209,243 мм3 (11.20)

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

sm= 0 МПа, (11.21)

здесь: Fa= 0 МПа - продольная сила,

- ys= 0,2 - см. стр. 164[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- s= 3,102 - находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

Ss= 6,967.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

St= где: (11.22)

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

tv= tm= (11.23)

tv= tm= = 3,975 МПа,

здесь

Wк нетто= 8418,487 мм3 (11.24)

- yt= 0.1 - см. стр. 166[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- = 2,202 - находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

St= 20,648.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 6,601 (11.25)

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

С е ч е н и е Г.

Диаметр вала в данном сечении D = 32 мм. Это сечение при передаче вращающего момента через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

St=, где: (11.26)

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

tv= tm= = 0,5 · = 5,706 МПа, (11.27)

здесь

Wк нетто= (11.28)

Wк нетто= = 5864,451 мм3

где b=10 мм - ширина шпоночного паза; t1=5 мм - глубина шпоночного паза;

- yt= 0.1 - см. стр. 166[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- kt= 1,7 - находим по таблице 8.5[1];

- et= 0,77 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

St= 14,348.

Радиальная сила муфты, действующая на вал, найдена в разделе "Выбор муфт" и равна Fм1= 191 Н. Приняв у вала длину посадочной части равной длине l = 191 мм, Находим изгибающий момент в сечении:

Mизг.= Tм1· l / 2 = 528 · 191 / 2 = 50424 Н·мм. (11.29)

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Ss=, где: (11.30)

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

sv= 19,046 МПа, (11.31)

здесь

Wнетто= (11.32)

Wнетто= = 2647,46 мм3,

где b=10 мм - ширина шпоночного паза; t1=5 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

sm= 0 МПа, где (11.33)

Fa= 0 МПа - продольная сила в сечении,

- ys= 0,2 - см. стр. 164[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- ks= 1,8 - находим по таблице 8.5[1];

- es= 0,88 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

Ss= 8,351.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 7,218 (11.34)

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

11.4 Расчёт моментов 2-го вала

MxА= 0 Н · мм

MyА= 0 Н · мм

MА= = = 0 H · мм (11.35)

MxБ= 0 Н · мм

MyБ= (11.36)

MyБ= = 301902,39 H · мм

MБ= = = 301902,39 H · мм (11.37)

MxВ= (11.38)

MxВ= = 61352,335 H · мм

MyВ= (11.39)

MyВ= = 128620,783 H · мм

MВ= = = 142504,087 H · мм (11.40)

MxГ= 0 Н · мм

MyГ= 0 Н · мм

MГ= = = 0 H · мм (11.41)

Дата добавления: 2015-08-05