10.4 Проверяемое сечение под наиболее нагруженным подшипником ведомого вала
Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника d=65мм с гарантированным натягом на вал [1]. Коэффициент запаса прочности определяем по формуле
n = (87)
где , - коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по формулам
n ; (88)
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
(89)
(90)
где Мизг - Изгибающий момент в сечении, Мизг, Нмм, определяем по формуле
Мизг=Fк·lк, (91)
где Fк- сила от действия конвейера, Н; Fк= 3570Н
lк – расстояние до оси конвейера, мм; lк =80мм
Мизг=3570·80=285600Нмм
Т- крутящий момент, Нмм; Т=815,8∙103Нмм
Wx, Wp - моменты сопротивления сечения изгибу и кручению, мм3 , определяем по формуле
Wx=
,
Wp=
(92)
Wx=
Wp=
Расчётное напряжение при изгибе, σа, МПа, в рассматриваемом сечении
=
Расчётное напряжение при кручении , τm, МПа, в рассматриваемом сечении
Вычисляем коэффициенты запаса прочности по нормальным, и касательным напряжениям по формулам 88
n
;
n
Коэффициент запаса прочности, n, вычисляем по формуле 87
n
=
10.5 Проверяемое сечение в месте перехода от dп2 под подшипником к dв2 выходного конца ведомого вала.
Концентрация напряжений обусловлена переходом от диаметра 65мм к диаметру 60мм. Коэффициент запаса прочности, n, определяем по формуле
n = (93)
где , - коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по формулам
n ; (94)
где , - масштабные коэффициенты для нормальных и касательных напряжений; ,
,
k
-
эффективные коэффициенты концентрации
нормальных и касательных напряжений;
при
и
kσ=2,35, kτ=1,45[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
(95)
, (96)
где Мизг - изгибающий момент в сечении, Нмм, определяем по формуле
Мизг=Fк·lк, (97)
где Fк- сила от действия конвейера, Н; Fк= 3570Н
lк – расстояние до оси конвейера, мм; lк =80мм
Мизг=3570·80=285600Нмм
Т- крутящий момент, Нмм; Т=815,8∙103Нмм
Wx, Wp - моменты сопротивления сечения изгибу и кручению, мм3 , определяем по формуле
Wx= , Wp= (98)
Wx=
Wp=
Расчётное напряжение при изгибе, σа, МПа, в рассматриваемом сечении
=
Расчётное напряжение при кручении, τm, МПа, в рассматриваемом сечении
Вычисляем коэффициенты запаса прочности по нормальным , и касательным напряжениям по формулам 94
n
;
n
Коэффициент запаса прочности, n, вычисляем по формуле 93
n
=
Сведём результаты проверки в таблицу:
Таблица 4- Коэффициенты запаса прочности опасных участков валов
Сечение |
Выходной конец ведущего вала |
Выходной конец ведомого вала |
Под колесом |
Под наиболее нагруженным подшипником ведомого вала |
В месте перехода от dв к dп ведомого вала |
n |
6,8 |
6,3 |
13 |
14,2 |
6,5 |