11.4Расчёт моментов 2-го вала

M_xА = 0 Н · мм

M_yА = 0 Н · мм

M_А = = = 0 H · мм (11.35)

M_xБ = 0 Н · мм

M_yБ = (11.36)

M_yБ = = 301902,39 H · мм

M_Б = = = 301902,39 H · мм (11.37)

M_xВ = (11.38)

M_xВ = = 61352,335 H · мм

M_yВ = (11.39)

M_yВ = = 128620,783 H · мм

M_В = = = 142504,087 H · мм (11.40)

M_xГ = 0 Н · мм

M_yГ = 0 Н · мм

M_Г = = = 0 H · мм (11.41)

11.5Эпюры моментов 2-го вала

Y

X

Z

F_в(пер.2)

R_y3

R_y4

R_x3

R_x4

3

4

А

L_АБ = 90 мм

Б

L_БВ = 55 мм

В

L_ВГ = 55 мм

Г

F_r2

F_t2

M_x, H^xмм

61352,335

M_y, H^xмм

301902,39

128620,783

M_ =

301902,39

142504,087

M_кр(max) = Т_кр, H^xмм

11.6Расчёт 2-го вала

Крутящий момент на валу T_кр. = T₂ = 323016,82 H·мм.

Для данного вала выбран материал: сталь 45. Для этого материала:

- предел прочности _b = 780 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба

_-1 = 0,43 · _b = 0,43 · 780 = 335,4 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле кручения

_-1 = 0,58 · _-1 = 0,58 · 335,4 = 194,532 МПа.

С е ч е н и е Б.

Диаметр вала в данном сечении D = 50 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (см. табл. 8.7[1]).

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_ = (11.42)

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

_v = 24,601 МПа, (11.43)

здесь

W_нетто = 12271,846 мм³ (11.44)

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

_m = 0 МПа, (11.45)

здесь: F_a = 0 МПа - продольная сила,

- _ = 0,2 - см. стр. 164[1];

-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- _ = 3,102 - находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

S_ = 4,263.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_ = где: (11.46)

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

_v = _m = (11.47)

_v = _m = = 6,58 МПа,

здесь

W_{к нетто} = 24543,693 мм³ (11.48)

- _t = 0.1 - см. стр. 166[1];

-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- = 2,202 - находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

S_ = 12,474.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 4,034 (11.49)

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

С е ч е н и е В.

Диаметр вала в данном сечении D = 55 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием двух шпоночных канавок. Ширина шпоночной канавки b = 16 мм, глубина шпоночной канавки t₁ = 6 мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_ = (11.50)

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

_v = 11,736 МПа, (11.51)

здесь

W_нетто = (11.52)

W_нетто = = 12142,991 мм³,

где b=16 мм - ширина шпоночного паза; t₁=6 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

_m = 0 МПа, (11.53)

здесь: F_a = 0 МПа - продольная сила,

- _ = 0,2 - см. стр. 164[1];

-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- k_ = 1,8 - находим по таблице 8.5[1];

- _ = 0,82 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_ = 12,629.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_ = где: (11.54)

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

_v = _m = (11.55)

_v = _m = = 5,672 МПа,

здесь

W_{к нетто} = (11.56)

W_{к нетто} = 28476,818 мм³,

где b=16 мм - ширина шпоночного паза; t₁=6 мм - глубина шпоночного паза;

- _t = 0.1 - см. стр. 166[1];

-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_ = 1,7 - находим по таблице 8.5[1];

- _ = 0,7 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_ = 13,172.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 9,116 (11.57)

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.