3.5. Уточненный расчет вала
Тихоходный 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
= 41.98 см3
,
=
35.41 см3,
=
76.83см3
.
Суммарный коэффициент запаса прочности
Определяем по формуле (2) [2]:
S
=
=
4.273
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,
=
780 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
=335
МПа
=
0.58
=195
МПа
При вычислении амплитуд и средних напряжений цикла принимают, что напряжения изгиба меняются по симметричному циклу, а касательные по наиболее неблагоприятному от нулевому циклу. В этом случае
=
=9.744
МПа
=
=0.741
МПа
=
=
=
12.512 МПа
Коэффициенты
=
(
+KF
–1)/KV,
=
(
+KF
–1)/KV,
где
и
- эффективные коэффициенты концентрации
напряжений:
=
2.02 ,
=1.86
и
-
коэффициенты влияния размера поперечного
сечения вала;
=
=
0.74,
=
=
0.63
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
=3.05,
=
(
+1,33
–1)/1
=3.28
=
11.187,
=4.624
5.Расчет клиноременной передачи. Исходные данные
Крутящий момент на ведущем шкиве Т1= 130.3 Н•м
Частота вращения ведущего шкива n1= 731.3об/мин
Передаточное число u= 4
Относительное скольжение
=
Угол наклона передачи к горизонту
20
Тип нагрузки - Переменная
Число смен работы передачи в течение суток nc=3
Расчет передачи
1. Выбор ремня
По величине крутящего момента на ведущем шкиве выбираем ремень со следующими параметрами (табл. 1.3) [1]:
тип сечения - В;
площадь поперечного сечения A=138 мм2 ;
ширина нейтрального слоя bp=14 мм ;
масса погонного метра ремня qm=0.18 кг/м.
2. Диаметры шкивов
Диаметр ведущего шкива определим по формуле (1.3) [1]:
d1 = 40
=220
мм
Округлим d1 до ближайшего значения из ряда на с. 77 [1]:d1=224мм.
Диаметр ведомого шкива равен:
d2 =u
d1
=909 мм
После округления получим: d2= 900 мм.
3. Фактическое передаточное число
uф =
=
4.08
4. Предварительное значение межосевого расстояния
=
0.8 (d1 +d2)=1063.5
5. Длина ремня
L = 2
+
0.5
(d1
+d2) +
=3999.41
Округлим до ближайшего числа из ряда на с.77 [1]:
L = 4000 мм.
После выбора L уточняем межосевое расстояние
=
0.25(L – W
+
)=1088
где W
= 0.5
(d1
+d2)= 1764.68.8
Y = 2 (d2 – d1)2= 913952
6. Угол обхвата на ведущем шкиве
=
–
57.
=
7. Скорость ремня
V
=
=
6.58 м/с
8. Окружное усилие равно
Ft
=
=
1163.4 кН