Глава 4. Расчет валов.

1. Проектный расчет валов редуктора.

Средний диаметр вала из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях:

Здесь – [] =20МПа, допускаемое напряжение для валов редукторов;

Т – крутящий момент, передаваемый валом, Нмм.

1. Проектный расчет ведущего вала.

У электродвигателя 4А 100L 4 диаметр вала равен 28 мм. Диаметр соединяемого с ним вала может отличаться от него не более, чем на 25%, то есть на 280.25=7 мм, следовательно, минимально возможный диаметр выходного конца ведущего вала редуктора может быть 28 – 7 = 21 мм. Найдем процент разницы: =15%.

• Диаметр выходного конца ведущего вала – d_1в=26 мм;

• Диаметр ведущего вала под подшипником – d_1п=30 мм.

2. Проектный расчет ведомого вала.

Конструктивно принимаем:

• Диаметр ведомого вала под подшипником – d_2п=35 мм;

• Диаметр ведомого вала под колесом – d_2k=35 мм;

• Диаметр выходного конца ведомого вала – d_2в=25 мм.

2. Определение опорных реакций в плоскости y.

Запишем выражение суммарного момента относительно точки А и вычислим опорную реакцию R_by.

М_В – момент относительно точки В, F_r – радиальная сила, a – длина участка.

Запишем выражение суммарного момента относительно точки B и вычислим опорную реакцию R_Ay.

М_A – момент относительно точки A, F_r – радиальная сила, a – длина участка.

Проверка:

Найдем значения изгибающих моментов.

А)

Б)

3. Определение опорных реакций в плоскости х.

Запишем выражение суммарного момента относительно точки А и вычислим опорную реакцию R_bх.

F_t – окружная сила, a – длина участка.

Запишем выражение суммарного момента относительно точки B и вычислим опорную реакцию R_Ay.

Проверка:

Найдем значения изгибающих моментов.

А)

Б)

Найдем суммарный изгибающий момент в опасном сечении и суммарные опорные реакции:

Глава 5. Определение фактического коэффициента запаса усталостной прочности при совместном действии напряжений при кручении и изгибе

1. Определяем предел усталостной прочности при изгибе для углеродистой стали:

. Здесь _в – предел прочности углеродистой стали.

Суммарный изгибающий момент М=109883,36Нмм.

1. Определяем момент сопротивления круглого сечения при изгибе:

.

d – диаметр вала колеса в опасном сечении.

2. Определяем амплитуду цикла напряжений при изгибе:

.

Эффективный коэффициент концентрации напряжений: К_=1,7.

Масштабный коэффициент: К_d=0,88.

Коэффициент шероховатости поверхности: K_F=1.

Коэффициент _=0,1 для углеродистых сталей.

Среднее напряжение цикла: _m=0.

3. Коэффициент запаса усталостной прочности по нормальным напряжениям при изгибе: .

1. Определяем предел усталостной прочности при кручении для углеродистой стали:

.

1. Определяем момент сопротивления круглого сечения при кручении:

.

2. Определяем амплитуду цикла напряжений при кручении: .

Эффективный коэффициент концентрации напряжений: К_=1,4.

Масштабный коэффициент: К_d=0,77.

Коэффициент шероховатости поверхности: K_F=1.

Коэффициент _=0,05 для углеродистых сталей.

Т₂ – крутящий момент, передаваемый валом.

3. Коэффициент запаса усталостной прочности по касательным напряжениям при кручении: .

3. Фактический коэффициент запаса усталостной прочности: .

S=4,5 > [S]=1,25…2,5. Условие прочности выполняется.