4. Розрахунок на міцність та жорсткість вала редуктора
Визначити необхідний діаметр вала за умовою міцності на підставі заданої теорії міцності. Матеріал вала – сталь з модулями пружності Е = 2*108 МПа, G = 0,8*108 МПа. Нормативний коефіцієнт запасу міцності [nТ] = 2. Перевірити жорсткість вала за трьома параметрами: допустима деформація кручення [ƟZ] = 1,5 град/м; допустимий прогин у місці встановлення деталі зубчастої передачі [f] = 3*10-4 l, де l – відстань між опорами, м; допустимий кут повороту лівого опорного перерізу А відносно його поперечної вісі [Ɵ] = 8*10-3 рад. Вал обертається в підшипниках, із яких лівий перешкоджає його горизонтальному переміщенню. На вал діють сили у взаємно перпендикулярних площинах і момент М – в площині, перпендикулярній до осі вала.
Початкові дані: (вибрати з табл.2).
5. Розрахунок на міцність елементів просторової стержневої системи
Визначити, виходячи з умови міцності, розміри поперечних перерізів елементів просторової стержневої системи. Матеріал стержнів – сталь 30, границя текучості σТ = 300 МПа; запас міцності [nТ] = 3; відношення сторін прямокутного перерізу h/b.
Початкові дані: (вибрати з табл.3).
6. Розрахунок вала привода при дії повторно-змінних напружень
Вал зазнає циклічне навантаження. Напружений стан – складний. Попередньо було визначено його діаметр d з розрахунку на статичну міцність. Перевірити циклічну міцність вала в тому місці, де є концентратор напружень. Тип концентратора, обробка поверхні вала, параметри циклічного навантаження, схема концентратора, геометричні характеристики концентратора напружень, матеріал вала та його характеристики наведені нижче у початкових даних.
Початкові дані: (вибрати з таблиць, що наведені нижче).
Типи концентраторів напружень: а – галтель; б – виточка;
поперечний отвір; г – шпоночна канавка
Тип концентратора напружень, обробка поверхні вала, параметри циклічного навантаження
Цифра шифру |
Тип концентратора напружень |
Обробка поверхні вала |
Параметри циклічного навантаження |
|||||
згинання |
кручення |
розтягання- стискання |
||||||
Мх, кН м |
r |
Mz, кНм |
|
N, кН |
|
|||
1 |
I |
Тонка обточка |
0,50 |
-0,25 |
1,2 |
-0,20 |
‒ |
‒ |
2 |
II |
Груба обточка |
0,60 |
-0,30 |
1,0 |
-0,25 |
‒ |
‒ |
3 |
III |
Шліфовка |
0,70 |
-0,40 |
0,9 |
-0,30 |
‒ |
‒ |
4 |
IV |
Тонка обточка |
0,80 |
-0,25 |
0,8 |
-0,35 |
‒ |
‒ |
5 |
I |
Груба обточка |
0,90 |
-0,30 |
0,7 |
-0,40 |
‒ |
‒ |
6 |
II |
Тонка обточка |
‒ |
‒ |
1,2 |
-0,20 |
15 |
-0,40 |
7 |
III |
Груба обточка |
‒ |
‒ |
1,0 |
-0,25 |
20 |
-0,35 |
8 |
IV |
Шліфовка |
‒ |
‒ |
0,9 |
-0,30 |
25 |
-0,25 |
9 |
I |
Тонка обточка |
‒ |
‒ |
0,8 |
-0,35 |
30 |
-0,30 |
0 |
II |
Груба обточка |
‒ |
‒ |
0,7 |
-0,40 |
35 |
-0,20 |
в |
в |
в |
б |
|||||
Геометричні характеристики концентраторів напруження, матеріал вала, границя міцності, границі витривалості
Цифра шифру |
Діаметр вала d, мм |
Геометричні характеристики концентраторів напруження |
Матеріал вала (марка сталі) |
Границя міцності σв, МПа |
Границі витривалості, МПа |
||||||
h1/r1 |
r1/d |
d0/d |
h2/r2 |
r2/d |
σ-1 |
|
τ-1 |
||||
1 |
40 |
2 |
0,01 |
‒ |
‒ |
‒ |
20Х |
800 |
380 |
260 |
170 |
2 |
50 |
‒ |
‒ |
0,05 |
‒ |
‒ |
40Х |
1000 |
350 |
250 |
225 |
3 |
60 |
‒ |
- |
‒ |
1 |
0,01 |
40ХФА |
900 |
380 |
260 |
210 |
4 |
40 |
‒ |
‒ |
‒ |
‒ |
‒ |
40ХН |
1000 |
400 |
290 |
240 |
5 |
50 |
2 |
0,02 |
‒ |
‒ |
- |
12ХН3А |
950 |
390 |
270 |
220 |
6 |
60 |
‒ |
‒ |
0,08 |
‒ |
‒ |
20ХН3А |
950 |
430 |
300 |
245 |
7 |
30 |
‒ |
‒ |
‒ |
1 |
0,02 |
30ХН3А |
1000 |
520 |
360 |
320 |
8 |
50 |
‒ |
‒ |
‒ |
‒ |
‒ |
40ХНМА |
1000 |
500 |
350 |
270 |
9 |
60 |
2 |
0,03 |
‒ |
‒ |
‒ |
35ХМ |
1000 |
470 |
330 |
260 |
0 |
40 |
‒ |
‒ |
0,10 |
‒ |
‒ |
30ХМ |
950 |
310 |
220 |
230 |
в |
в |
б |
а |
||||||||
