64. Уточненный расчет валов

При расчете на выносливость считают напряжения изгиба в валах изменяются по симметричному циклу. Напряжения кручения принимают изменяющимися по отнулевому пульсирующему циклу.

Уточненный расчет производят по выполненному чертежу детали по предположительно опасным сечениям. Не произведя расчета, невозможно определить самое опасное сечение, поэтому расчет производят для нескольких предположительно опасных сечений.

Общий запас прочности определяется по формуле:

где ,

К - эффективный коэффициент концентрации напряжения;

 - масштабный фактор;

V – амплитуда цикла изменения напряжения;

 - коэффициент, корректирующий влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости;

m – среднее напряжение цикла.

При двух источниках концентрации напряжений для одного и того же поперечного сечения вала, например, при шпоночной канавке, и концентрации напряжений, вызванной посадкой какой – либо детали, учитывается только тот источник, для которого или больше.

Запас прочности по переменным напряжениям определяют по наибольшим длительно действующим нагрузкам. Дополнительно необходимо определить запас прочности по текучести по максимальной пиковой нагрузке. Этот запас находят для того сечения вала, в котором номинальные значения возникающих напряжений максимальны.

Влияние масштабного фактора и концентрацию напряжений не учитывают.

Общий коэффициент вычисляют по формуле , где

- максимальные рабочие напряжения.

С точки зрения обеспечения запаса прочности желательно иметь n=1,7. Это значение относится к довольно точно выполненному расчету и средней ответственности конструкции, но лучше n=2,5…3,0, тогда специального расчета вала на жесткость можно не производить, аналогично и nT.

Часто n определяют дифференциальным методом: n=n1n2n3,

n1 – учитывает точность определения усилий, напряжений и точность расчетной схемы;

n2 – учитывает возможное отклонение механических свойств материала от нормальных;

n3 – коэффициент безопасности, учитывает степень ответственности деталей.

Расчет валов

Определить диаметр промежуточного вала редуктора в опасном сечении при следующих данных: усилие в зацеплении конических зубчатых колес Ft1, Fr1, Fa1, dm; усилие в зацеплении цилиндрических колес Ft2, Fr2, передаваемая мощность Р, частота вращения вала n; а, b, с. Расчетный срок службы вала L при Кг и Кс. Нагрузка переменная.

Решение

Определяем крутящий момент .