 |
|
Уточненный расчет вала
Расчет вала
Предварительный расчет вала
Расчет выполняется на кручение по пониженным допускаемым напряжениям [ 
k]= МПа. Ориентировочно определим диаметр вала в опасном сечении по формуле 1.5 [1], мм
d= 
=
где Т – крутящий момент в опасном сечении вала, T= Н×м
Полученное значение округлим до ближайшего числа из ряда на с. 108 [1]:
d=
Определение опорных реакций
Горизонтальная плоскость
R1Г =
R2Г =
Вертикальная плоскость
R1В =
R2В =
Радиальные опорные реакции:
R1 = 
=
R2 = 
=
Уточненный расчет вала
1. Наименование опасного сечения -
2. Моменты и силы в опасном сечении
Суммарный изгибающий момент
M = 
=
где MГ - изгибающий момент в горизонтальной плоскости, MГ = Н×м;
MB - изгибающий момент в вертикальной плоскости MB = Н×м.
Осевая сила Fa =
3. Геометрические характеристики опасного сечения
Значения площади поперечного сечения A, осевого 
и полярного 
моментов сопротивлений для типовых поперечных сечений определяют по формулам.
Для сплошного круглого вала
A = 
, = 
, = 
;
Для сечения с одним шпоночным пазом
A = 
– bt1, 
= 
– 
, = 
– ,
где b – ширина; t1 - глубина шпоночного паза на валу (табл. 8.5 [1]),
b= t1=
A = = =
4. Суммарный коэффициент запаса прочности
Определяем по формуле (2.5 [1]):
S = 
где 
и 
- коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.
Условие прочности вала имеет вид
S 
[S]
где [S] - допускаемый коэффициент запаса прочности.
Рекомендуемое значение [S] =2…2.5.
Значения и определяют по формулам
= 
=
= 
=
где 
и 
- пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения; 
и 
- амплитуды напряжений цикла; 
и 
- средние напряжения цикла, 
и 
- коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали, 
и 
- коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла.
Значения и равны:
= 0.02(1+0.01 
)= = 0.5 =
Пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения определяются по следующим формулам:
для углеродистых сталей 
= 0.43 =
для легированных сталей = 0.35 +100 =
= 0.58 =
здесь - предел прочности материала вала (табл. 1.5 [1])
При вычислении амплитуд и средних напряжений цикла принимают, что напряжения изгиба меняются по симметричному циклу, а касательные по наиболее неблагоприятному отнулевому циклу. В этом случае
= 
= = 
=
= 
= 
=
Коэффициенты
= ( 
+KF -1)/KV, 
= ( 
+KF -1)/KV,
где 
и 
- эффективные коэффициенты концентрации напряжений
(табл. 2.5…4.5 [1]); = =
и 
- коэффициенты влияния размера поперечного сечения вала; = 
= = 
=
KF - коэффициент влияния шероховатости поверхности, определяется по табл. 5.5 [1] в зависимости от 
= KF=
KV - коэффициент влияния упрочнения.
При отсутствии упрочнения поверхности рассчитываемого участка вала принимают KV =1.
В результате расчета получили:
= =
= =
S =