Коэффициент нагрузки к1 и режима работы

Характер нагрузки	Машины и оборудование
Спокойная, равномерная или близкая к ней нагрузка	Центробежные насосы и ком-прессссоры, ленточные конвейеры	1,00	2,50
Умеренные колебания	Поршневые насосы и многоци-линдровые компрессоры, цепные транспортеры, смесители	1,10	1,00
Значительные колебания	Реверсивные приводы, поршне-вые насосы и компрессоры, якорные мешалки, трансмиссии, смесители	1,25	0,50
Ударная и резко неравномер-ная нагрузка	Молоты, мельницы, барабанные грохоты, молотковые дробилки	1,55	0,25
Примечание. Для плоскоременной передачи принимать . При частых и резких пусках двигателя с большими пусковыми моментами повышать на 0,15. При двухсменной работе повышать на 0,15, при трехсменной — на 0,35. Рекомендации по выбору количества смен работы приведены в Разделе II.

Можно округлять в меньшую сторону, но перегрузка не должна составлять больше 5%.

5-4. Определение усилий в ветвях ремня и силы, действующей на вал.

сила предварительного натяжения одного ремня

силы в ведущей и ведомой ветвях ремня соответственно.

Сила действующая на вал ременной передачи:

Расчёт валов и осей.

Задание:

Рассчитать на выносливость вал, приведённый на эскизе.

Сечение			Концентратор
I-I	1050		Ступенчатый переход с галтелями
II-II	1300	1100	Шпоночный паз
III-III	0	1100	Посадка с натягом

В задаче необходимо найти запас прочности в трёх сечениях и сравнить его с допускаемым.

Методика расчёта:

1. Выбор материала и определение допускаемых напряжений.

Выбираем Сталь 45, для неё:

Расчет ведем по наиболее нагруженному сечению. Как видно из таблицы это сечение II-II, нагруженное максимальным изгибающим моментом 1300Нм и крутящим моментом 1100Нм. Концентратор напряжений в этом сечении – шпоночный паз. Диаметр вала d =75мм.

3. Определение запаса прочности в сечении II-II.

Суммарный коэффициент запаса определяется по формуле:

Коэффициент запаса по нормальным напряжениям (от изгибающего момента):

где

σ_-1 –предел выносливости для стали;

σ_а - амплитудное значение напряжений;

K_σ -коэффициент концентрации напряжений от шпоночного паза.

По таблицам определяем - (зависит от вида концентратора напряжения).(табл.3-1)

Концентратор напряжения от шпоночного паза. Табл. 3-1

σВ МПа	Kσ			Kτ
	Паз выполнен концевой фрезой	Паз выполнен дисковой фрезой
500	1,8	1,5	1,4
700	2	1,55	1,7
900	2,2	1,7	2,05
1200	2,6	1,9	2,04

Значение масштабного фактора определяется по таб.3-2.

Табл.3-2

сталь		Диаметр вала, мм
		20	30	40	50	70	100
углеродистая		0,92	0,88	0,85	0,82	0,76	0,70
		0,83	0,77	0,73	0,70	0,65	0,59
легированная		0,83	0,77	0,73	0,70	0,65	0,59

учёт размеров вала, масштабный фактор.

коэффициент, зависящий от шероховатости поверхности

– коэффициент, учитывающий вид поверхностного упрочнения вала.

Коэффициент запаса по касательным напряжениям :

Вал удовлетворяет условию выносливости.

Если запас больше 2,5, то условие жёсткости вала выполняется автоматически.

Если 1,5<S<2,5, то сечение на выносливость проходит, но требуется дополнительная проверка на жёсткость.

Если S<1,5, то вал не удовлетворяет условиям выносливости.

В этом случае необходимо:

1) уменьшить – избавиться от концентраторов (сделать вал гладким), применить упрочняющую обработку вала, например, закалка ТВЧ.

2) увеличить вала (уменьшить )

3) применить более прочную сталь

Остальные сечения рассчитываются аналогично.

Если S>10, то необходимо уменьшить диаметр вала с учётом подшипников качения.