Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Вінник.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
2.58 Mб
Скачать

9 Перевірка міцності валів

Міцність валів перевіряємо за гіпотезою найбільших дотичних напружень.

Швидкохідний вал

Оскільки швидкохідний вал виготовляється разом із шестірнею, то його матеріал відомий – сталь 45, для якої границя витривалості:

(9.1)

де - границя витривалості при симетричному циклі навантажень при згині;

- границя міцності. , [дод.32]

МПа.

У випадку виготовлення швидкохідного вала окремо від шестірні, його матеріал – Сталь35, для якої

Допустиме напруження згину при симетричному циклі напружень обчислюємо за формулою:

(9.2)

де допустимий коефіцієнт запасу міцності ( );

приймаємо ;

коефіцієнт концентрації напружень ( )

приймаємо ;

коефіцієнт режиму навантаження при розрахунку на згин ( …1,65);

приймаємо .

МПа.

Креслимо схему навантаження вала і будуємо епюри згинальних і крутних моментів:

- визначаємо реакції опор у вертикальній площині zOy від сили і :

(9.3)

(9.4)

Н.

(9.5)

(9.6)

Н.

- визначаємо реакції опор у горизонтальній площині від сили Ft:

(9.7)

Н.

- для побудови епюр визначаємо розмір згинальних моментів у характерних точках (перерізах) А, С, В:

в площині уОz:

(9.8)

(9.10)

Н;

(9.11)

Н;

Н;

у площині хОz:

(9.12)

(9.13)

Н

Н

- крутний момент:

115,7 Н м

- вибираємо коефіцієнт масштабу і будуємо епюри:

Обчислюємо найбільші напруження згину і кручення для небезпечного перерізу С:

- сумарний згинальний момент

(9.14)

Н∙м;

Отже: (9.15)

Па;

(9.16)

МПа.

Визначаємо еквівалентне напруження за гіпотезою найбільших дотичних напружень і порівнюємо його значення з допустимим:

(9.17)

МПа, що значно менше МПа.

Тихохідний вал

Матеріал для виготовлення тихохідного вала – сталь 35, для якої при d < 10мм МПа [дод.32], отже границя витривалості:

(9.18)

МПа.

Допустиме напруження згину при симетричному циклі напружень обчислюємо за формулою:

(9.19)

де ; ; [7,с.192];

МПа.

Креслимо схему навантаження вала і будуємо епюри згинальних і крутних моментів:

- визначаємо реакції опор у вертикальній площині yOz від сили і :

(9.20)

(9.21)

y x

YA YB

XA Fr 1\ d1 XB z

A a1 C a1 B 0

MFr,Fa=42,80Нм

А С В z

MFt=67,4Нм

A C B z

Т=115,7Нм

C z

Рис. 9.1 - Епюра згинальних і крутних моментів швидкохідного валу

Н.

(9.22)

(9.23)

Н.

- визначаємо реакції опор у горизонтальній площині від сили Ft:

(9.24)

Н.

- для побудови епюр визначаємо розмір згинальних моментів у характерних точках (перерізах) А, С, В:

в площині уОz:

(9.25)

(9.26)

Н;

(9.27)

Н;

Н;

у площині хОz:

(9.28)

(9.29)

Н

Н

- вибираємо коефіцієнт масштабу і будуємо епюри:

- крутний момент:

368,2 Н м

Обчислюємо найбільші напруження згину і кручення для небезпечного перерізу. Діаметр вала в небезпечному перерізі мм ослаблено шпонковою канавкою. Тому для розрахунку треба ввести значення d, менше на 8…10% від . Приймаємо d = 55 мм - розрахунковий розмір вала в перерізі С:

- сумарний згинальний момент

(9.30)

Н∙м;

Отже:

(9.31)

МПа;

(9.32)

МПа.

Визначаємо еквівалентне напруження за гіпотезою найбільших дотичних напружень і порівнюємо його значення з допустимим:

(9.33)

МПа, що значно менше МПа.

При добутих невисоких значеннях розрахункових напружень вали мають високі значення коефіцієнта запасу міцності, тому їх жорсткість можна не перевіряти.

y x

FA Fa FB

YA XA Ft YB XB

Fr 1/2d2 z

A a2 C a2 B

MFr,Fa=147,9Hм

А С В z

MFt=68,58Нм

А С В z

T=368,2Нм

C z

Рисунок 9.2 - Епюра згинальних і крутних моментів тихохідного валу