1.9 Уточнённый расчёт ведущего вала
Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметрич-
ному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).
Материал валов –
сталь 45 улучшенная;
=
730 МПа;
[1, таблица 3,3].
Предел
выносливости
,
МПа, при симметричном цикле изгиба
вычисля-
ют по формуле
≈ 0,43· = 0,43 · 730 = 314 МПа (63)
Предел
выносливости
,
МПа, при симметричном цикле касательных
нап-
ряжений вычисляют по формуле
≈ 0,58· = 0,58 · 314 = 142 МПа (64)
Выбраем сечение в месте посадки подшипника, ближайшего к шестерне.
Концентрация напряжений вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника
на вал.
Изгибающие моменты Mx , My, Н·мм, вычисляют по формулам
Mx
= Ry2
·c1
= 378·110 = 41,58
·
Н·мм
(65)
My = Rx2 ·c1 = 1383·110 = 152,1· Н·мм (66)
Суммарный изгибающий момент M, Н·мм, вычисляют по формуле
M
=
=158
·
Н·мм
(67)
Момент
сопротивления сечения W,
,
вычисляют по формуле
W
=
= 4,2·
(68)
Амплитуду нормальных
напряжений
,
МПа, вычисляют по формуле
=
=
=
37 МПа (69)
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям sσ, вычисля-
ют по формуле
sσ
=
= 3,26 (70)
где
–
коэффициент концентрации нормальных
напряжений;
–
масштабный фактор
для нормальных напряжений;
–
отношение для
валов с напрессованными деталями при
давлении
напрессовки свыше 20 МПа;
= 2,6; [1, таблица 8,7].
Полярный момент сопротивления Wp, , вычисляют по формуле
Wp = 2W = 2· 4,2· = 8,4· (71)
Амплитуду касательных
напряжений
,
МПа, вычисляют по формуле
=
=
= 5,6 МПа
(72)
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям sτ, вычисля-
ют по формуле
sτ
=
= 15,7 (73)
где
– коэффициент
концентрации касательных напряжений;
– масштабный
фактор для касательных напряжений;
– отношение для
валов с напрессованными деталями при
давлении
напрессовки свыше 20 МПа;
= 1,96; [1, таблица 8,7];
–
коэффициент для
конструкционных сталей
= 0,1; [1,с.166].
Коэффициент запаса прочности s, вычисляют по формуле
s
=
=
3,0 (74)
Для обеспечения прочности коэффициент запаса должен быть не меньше
[s] = 1,5÷1,7. Учитывая требования жёсткости, рекомендовано [s] = 2,5 ÷ 3,0. Усло-
вие s ≥ [s] выполнено.