10.3 Проверяемое сечение под колесом ведомого вала
Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Размер шпоночной канавки bхhхl=25х14х80. Диаметр вала d=90мм.
Коэффициент запаса прочности определяем по формуле
n = (71)
где и - коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по формулам
n ; (72)
где , k - эффективные коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений; = k =1,9 [1].
,
-
масштабные коэффициенты для нормальных
и касательных напряжений; для углеродистой
стали d=70мм
,
, - коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла;
=0,2, =0,1 [1].
– предел выносливости при симметричном цикле изгиба;
=370 МПа
- предел выносливости при кручении; =220 МПа.
σа, τm=τ – амплитуда цикла нормальных и касательных напряжений, определяемых по формулам
(73)
(74)
где Мизг- изгибающий момент в сечении, Нмм;
Изгибающий момент в сечении
Мх=243,4Нм Му=927Нм
Полный изгибающий момент равен
М=
Т- крутящий момент, Нмм; Т=1370∙103Нмм
Wx, Wp - моменты сопротивления сечения изгибу и кручению, мм3
Wx= ; Wp= (75)
Wx=
;
Wp=
Расчётное напряжение при изгибе в рассматриваемом сечении по формуле 25
=
Расчётное напряжение при кручении в рассматриваемом сечении по формуле 26
Вычисляем коэффициенты запаса прочности по нормальным напряжениям по формулам 24
n
;
n
Коэффициент запаса прочности вычисляем по формуле 23
n
=
Действительный коэффициент запаса больше требуемого, следовательно, прочность сечения соблюдена.
10.4 Проверяемое сечение под наиболее нагруженным подшипником ведомого вала
Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника d=75мм с гарантированным натягом на вал [1] Коэффициент запаса прочности определяем по формуле
n = (76)
где и - коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по формулам
n ; (77)
где , - масштабные коэффициенты для нормальных и касательных напряжений;
,
k
-
эффективные коэффициенты концентрации
нормальных и касательных напряжений;
=4
=0,6·4+0,4=2,8
[1].
, - коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла;
=0,2, =0,1 [1].
– предел выносливости при симметричном цикле изгиба;
=370 МПа
- предел выносливости при кручении; =220 МПа.
σа, τm=τ – амплитуда цикла нормальных и касательных напряжений, определяемых по формулам
Изгибающий момент в сечении
Мизг=Fк·lк=4630·85=393550Нмм
Т- крутящий момент, Нмм; Т=1370∙103Нмм
Wx, Wp - моменты сопротивления сечения изгибу и кручению, мм3
Wx=
;
Wp=
Расчётное напряжение при изгибе в рассматриваемом сечении
=
Расчётное напряжение при кручении в рассматриваемом сечении
Вычисляем коэффициенты запаса прочности по нормальным напряжениям по формулам 24
n
;
n
Коэффициент запаса прочности вычисляем по формуле 23
n =