Уточненный расчет валов

Будем выполнять расчет для предположительно опасных сечений. Прочность соблюдена при S ³ [S].

10.1 Ведущий вал

Материал вала сталь 45, улучшенная так как вал изготовлен за одно целое с шестерней. По таблице 3.3 [1] при диаметре заготовки до 90 мм (в нашем случае da1 = 78 мм) принимаем в = 780 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

= 0,43·в = 0,43 · 780 = 335 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

t-1 = 0,58· = 0,58 · 335 = 193 МПа.

Сечение А-А .

Это сечение выходного конца вала dв1 = 24 мм под муфту, для соединения вала двигателя с валом редуктора. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки. По таблице 8.9 [1] при dв1 = 24 мм находим b = 8 мм; t1 = 4 мм. Это сечение рассчитываем на кручение. Коэффициент запаса прочности сечения

.

Момент сопротивления кручению

мм3.

Крутящий момент на валу Т1 = 12,5 Н·м.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа.

Принимаем по таблице 8.5 [1] K = 1,78,

по таблице 8.8 [1] et = 0,83 и yt = 0,1. Тогда

10.2 Ведомый вал

Материал вала – сталь 45, нормализованная. По табл.3.3[1] принимаем в = 580 МПа.

Cечение вала А-А.

Это сечение под зубчатым колесом dк2 = 40 мм. Крутящий момент на валу

Т2 = 126,8 Н·м. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. По табл. 8.9 [1] при dк2=35мм находим b = 12 мм, t1 = 5 мм.

Вал подвергается совместному действию изгиба и кручения.

Момент сопротивления изгибу:

мм3.

Амплитуда нормальных напряжений:

МПа.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

МПа.

По табл. 8.5 [1] K= 1,58; Kt = 1,48;

По табл. 8.8 [1] e = 0,85; et = 0,73; yt = 0,1.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности сечения

Сечение вала Б-Б.

Это сечение выходного конца вала под ведущую звездочку цепной передачи

dв2 = 32мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. По табл. 8.9 [1] при dв2=25 мм находим b = 10 мм, t1 = 5 мм.

Вал подвергается совместному действию изгиба и кручения

Изгибающий момент в сечении под звездочкой

Mи = Fц· x , приняв x =50 мм получим

Ми = 1398 · 50 = 69,9 Н·м.

Момент сопротивления кручению

мм3.

Момент сопротивления изгибу

мм3.

Амплитуда нормальных напряжений

МПа; m = 0.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа.

По табл. 8.5 [1] принимаем К= 1,58; Кt = 1,48.

По табл. 8.8 [1] находим e= 0,87; et = 0,76;

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности сечения

Вывод: прочность валов обеспечена.