3.3. Определение опорных реакций
Определение опорных реакций для быстроходного вала.
Горизонтальная плоскость
R1Г = 3.49 кН
R2Г = 2.39 кН
Вертикальная плоскость
R1В = 6.83 кН
R2В = 10.97 кН
Радиальные опорные реакции:
R1
=
=
7.66 кН
R2
=
=
11.23 кН
Моменты и силы в опасном сечении
Наименование опасного сечения - 50
Суммарный изгибающий момент в опасном сечении
M
=
=
68.47 Нм
где MГ - изгибающий момент в горизонтальной плоскости,
MГ =68.47 Нм;
MB - изгибающий момент в вертикальной плоскости MB = 0 Нм. Радиальная опорная реакция R1= 7.66 кН.
3.5. Уточненный расчет вала
Быстроходный вал
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 =
,
=
,
=
;
A = 18.56 см3,
=
10.75 см3,
=
23.02см3.
Суммарный коэффициент запаса прочности
Определяем по формуле (2) [2]:
S
=
=
6.004
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, примем [S] = 2.
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,
=
790 МПа
=
0.02(1+0.01
)=
0.18,
=
0.5
=0.09
Пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения определяются по следующим формулам:
для
углеродистых сталей
=
0.43
=377
МПа
=
0.58
=218
МПа
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
=
=6.371
МПа
=
=1.649
МПа
=
=
=
10.869 МПа
Коэффициенты
=
(
+KF
–1)/KV,
=
(
+KF
–1)/KV,
где
и
- эффективные коэффициенты концентрации
напряжений:
=
2.04 ,
=1.88
и
-
коэффициенты влияния размера поперечного
сечения вала;
=
=
0.69,
=
=
0.69
KF
– коэффициент влияния шероховатости
поверхности, определяется по табл.
в зависимости от
=
3.2, KF=1.33
KV – коэффициент влияния упрочнения.
При отсутствии упрочнения поверхности рассчитываемого участка вала принимают KV =1.
В
результате расчета получили:
=
(
+KF
–1)/KV,
=
(
+KF
–1)/KV,
=
(
+1,33
–1)/1
=3.28,
=
(
+1,33
–1)/1
=3.05
=
17.756,
=6.38
3.3. Определение опорных реакций
Определение опорных реакций для тихоходного вала.
Горизонтальная плоскость
R1Г = 0.67 кН
R2Г = 5.21 кН
Вертикальная плоскость
R1В = 17.63 кН
R2В = 3.76 кН
Радиальные опорные реакции:
R1
=
=
17.64 кН
R2
=
=
6.42 кН
Моменты и силы в опасном сечении
Наименование опасного сечения - 75
Суммарный изгибающий момент в опасном сечении
M
=
=
345.05 Нм
где MГ - изгибающий момент в горизонтальной плоскости,
MГ =345.05 Нм;
MB - изгибающий момент в вертикальной плоскости MB = 0 Нм. Радиальная опорная реакция R1= 17.64 кН.