2 семестр / Расчеты - Шпонка, передачи, валы - Станкин - 2002 / ТехМех - расчёт валов

4. Пространственная схема расположения валов и сил в зацеплении.

5. Расчёт быстроходного вала II.

5.1. Проверочный расчёт на выносливость.

5.1.1. Реакции в опорах, эпюры, изгибающие и вращающие моменты.Проекции сил на горизонтальную плоскость.

Fr1

F_x1

∑M_A^Г = 0;

R_B^Г∙160 + F_X1∙d_m1/2 – F_r1∙110 = 0;

r_m1=26,8 мм;

F_X1=215.2 Н;

F_r1=309,5 Н;

R_B^Г∙1650 + 215,25∙26,8 – 227,5∙110 = 0;

R_B^Г = 60,5 Н.

∑M_B^Г = 0;

–R_А^Г∙160 + F_X1∙d_m1/2 +F_r1∙110 = 0;

–R_А^Г∙160 + 215,2∙26,8 + 309,5∙15 = 0;

R_А^Г= 249Н.

Проверка:

ΣX=0

R_A^г + R_B^г - F_r1=0

249 + 60,5 - 309,5 = 0

Проекции сил на вертикальную плоскость.

∑M_A^Г=0;

R_B^В∙160 – F_t∙50 = 0;

R_B^В∙160 – 1048.5∙50 = 0;

R_B^В = 327,6 Н;

∑M_В^В=0;

-R_А^В∙160 + F_t∙110 = 0;

-R_А^В∙160 – 1048,5∙110 = 0;

R_А^В = 720,9 Н.

Проверка:

ΣX=0

-R_B^В-R_А^В+F_t1 = -720,9+1048,5-327,6=0.

Реакции в опорах.

Изгибающий момент в сечении

5.1.2. Действующие напряжения и запасы выносливости.

По таблице назначаем материал вала: Сталь 40Х, закалка ТВЧ,

σ_в = 730 МПа,

σ_Т = 500 МПа,

τ_Т = 280 МПа,

σ_-1 = (0,4…0,5)·σ_в => σ_-1 = 320 МПа - предел усталости;

τ_-1 = (0,2…0,3)· σ_в => τ_-1 = 150 МПа

Запас выносливости

>[n]=1,5…2

Частные запасы по σ и τ

Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла.

ψ_σ = 0,1

ψ_τ = 0,05

Опасное сечение Т и М => более нагружено сечение S.

По таблице:

К_F = 1,25 - фактор шероховатости поверхности;

К_V = 1,5 - коэффициент влияния упрочнения;

Масштабный фактор

Приведённые коэффициенты концентрации напряжения:

Моменты сопротивления поперечного сечения вала:

Амплитудные и средние значения напряжения:

,где

- коэффициент динамичности нагрузки:

,где

Частные запасы по σ и τ:

Запас выносливости.

> [1,5…1,8] => выносливость обеспечена.

6.2 Проверочный расчёт на статическую прочность.

Коэффициент перегрузки k=3.

Тогда M_{U MAX} = k∙M_U = 3∙38134,6 = 114403,8 Н∙мм.

T_MAX = k∙T_I = 3∙28,1∙10³ = 84,3∙10³ Н∙мм.

F_{X MAX} = 3∙F_X = 3∙215,2 = 645,6 Н.

Запас прочности по пределу текучести.

> [n_τ]

• запас прочности по пределу текучести достаточен.

6. Расчёт тихоходного вала III.

6.1. Проверочный расчёт на выносливость.

6.1.1. Реакции в опорах, эпюры, изгибающие и вращающие моменты.

Проекции сил на горизонтальную плоскость.

Fr2

∑M_C^Г = 0;

F_r2∙50 - R_D^Г∙110 – F_X2∙d_m1/2-F_м∙180 = 0;

d_m2=77 мм;

F_X2 = 309,5 Н;

F_r2 = 215,2 Н;

R_D^Г= 1095,7 Н

∑M_D^Г = 0;

–R_C^Г∙110 + F_r2∙160 – F_X2∙d_m1/2+ F_м∙70= 0;

R_C^Г= 634,9 Н

Проверка:

ΣX=0

- R_D^Г + R_C^Г- F_r2 + F_м = 0

-1095,7+634,9-215,2+676=0

Проекции сил на вертикальную плоскость.

∑M_C^B=0;

F_t2∙50 - R_D^В∙110 = 0;

∑M_D^В=0;

F_t∙160 – R_C^В∙110 = 0;

Проверка:

-R_C^В + R_D^В + F_t2 = 1048,5-1525,1+476,6 = 0.

Реакции в опорах.

Изгибающий момент в сечении

6.1.2. Действующие напряжения и запасы выносливости.

По таблице назначаем материал вала: Сталь 40Х, улучшение до твёрдости 269…302 НВ,

σ_в = 730 МПа,

σ_Т = 500 МПа,

τ_Т = 280 МПа,

σ_–1 = (0,4…0,5)·σ_в => σ_–1 = 320 МПа

τ_–1 = (0,2…0,3)· σ_в => τ_–1 = 150 МПа

Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла.

ψ_σ = 0,1

ψ_τ = 0,05

Опасное сечение Т и М => более нагружено сечение С.

По таблице:

σ_–1 = 320 МПа - предел усталости;

К_F = 1,10 - фактор шероховатости поверхности;

К_V = 1 - коэффициент влияния упрочнения;

Отношения для валов с насаженными деталями

Фактор шероховатости поверхности К_F=1,25

Моменты сопротивления поперечного сечения вала со шпоночным пазом, размеры которого:

b x t₁ = 8 x 5,5 для Ǿ35

Коэффициент влияния упрочнения

К_у = 1

Приведенные коэффициенты концентрации

Амплитудные и средние значения напряжения:

-средне

Коэффициент динамичности нагрузки:

- касательное

Частные запасы по σ и τ:

Запас выносливости.

> [1,5…1,8] => выносливость обеспечена.

6.2 Проверочный расчёт на статическую прочность.

Коэффициент перегрузки k=3.

Тогда M_{U MAX} = k∙M_U = 3∙52438,7= 157316,1 Н∙мм.

T_MAX = k∙T_I = 3∙80,2∙10³ = 114,9∙10³ Н∙м.

F_{X MAX} = 3∙F_X = 3∙309,5 = 928,5 Н.

Запас прочности по пределу текучести.

> [n_T]

• запас прочности по пределу текучести достаточен.

Документ скачан с сайта http://www.sscdimon.nm.ru/obuch

Официальным раздаточным материалом не является.

Если у Вас есть свой материал, намыльте его сюда: [e-mail]