3.3 Розрахунок вала бітера-відбивача

Кінцевий розрахунок вала

Вал нереверсивний . Матріал валу – Сталь 45,

– шпонковий паз із розмірами b = 8 мм, t = 4 мм;

2-2 – галтель радіуса r = 0,5;

3-3 – галтель радіуса r = 0,5;

4-4 – галтель радіуса r = 0,5;

Границі витривалості матеріалу σ_(–13г)= 250 МПа, τ_(–1К)= 150 МПа.

Границя міцності σ_В = 570 МПа. Визначаємо нормальні і дотичні напруження в перерізах 1-1, 2-2, 3-3, 4-4.

Згинаючі і крутні моменти в перерізах 1-1, 2-2, 3-3, 4-4знайдемо, виходячи припущення про лінійність епюри сумарного моменту і відстані від цих перерізів в точках А і В.

М_1= (150,42 •10,5)/69 = 22,89 Н•м; τ_8 = 0;

М_2= (150,42 •41)/69 = 89,38 Н•м; τ_7 = 0;

М_3= 150,42 Н•м; τ_6 = 181,84 Н•м ;

М_4= (150,42 •39)/108 = 54,32 Н•м; τ_5 = 181,84 Н•м ;

Переріз 1-1

σ_1 = 〖10〗^3 М_8/W_8 ; W_8 = (π • d_8^3)/32 = (3.14 • 〖35〗^3)/32 = 4209 〖мм〗^3; σ_8 = 〖10〗^3 22,82/4209 = 5,44МПа; τ_1=0;

Переріз 2-2

σ_2 = 〖10〗^3 М_7/W_7 ; W_7 = (π • d_7^3)/32 = (3.14 • 〖38〗^3)/32 = 5587 〖мм〗^3; σ_7 = 〖10〗^3 89,38/5387 = 17МПа; τ_2 = 0;

Переріз 3-3

σ_3 = 〖10〗^3 М_6/W_6 ; W_6 = (π • d_6^3)/32 = (3.14 • 〖42〗^3)/32 = 7270 〖мм〗^3; σ_6 = 〖10〗^3 150,42/7270 = 21МПа;

Переріз 4-4

τ_4 = 〖10〗^3 Т_6/W_p6 ; W_p6 = (π • d_6^3)/16 = (3.14 • 〖42〗^3)/16 = 14550 〖мм〗^3; τ_6 = 〖10〗^3 181.84/14550 = 12 МПа.

Такам чином:

σ_1= 6.2 МПа; τ_1 = 0;

σ_2= 17.5 МПа; τ_2 = 0;

σ_3= 22 МПа; τ_3 = 11.5 МПа;

σ_4 = 8.4 МПа; τ_4 = 12,7 МПа.

Так як напруження згину змінюється за систематичним циклом, то :

σ_m = 0; σ_а = σ

Напруження кручення змінюються за симетричним циклом. В цьому випадку τ_m = τ_а = 0,5τ.

Тоді:

σ_а1 = 6.2 МПа; σ_m1 = 0 МПа; τ_m1 = 0 МПа; τ_a1= 0 МПа;

σ_а2 = 17.5 МПа; σ_m2 = 0 МПа; τ_m2 = 0 МПа; τ_a2 = 0 МПа;

σ_а3 = 22 МПа; σ_m3 = 0 МПа; τ_m3 = 0 МПа; τ_a3 = 0 МПа;

σ_а4 = 8.4 МПа; σ_m4 = 0 МПа; τ_m4 = 0 МПа; τ_a4 = 0 МПа;

Переріз 1-1

r/d = 0,5/35 = 0,014;

t/r = 2 коефіцієнт К_σ = 1,55.

Коефіцієнт ψ_σ для сталі Ст.45 ψ_σ = 0,1.

Масштабний коефіцієнт ε_σ= 0,86.

Коефіцієнт β при шорсткості 2,5 для σ_В = 570 МПа β = 0,89

Тоді:

n = = = = 22,24 ≥ = 1,5…2,5

Переріз 2-2

= 38 мм; b = 12 мм; t = 5 мм.

З таблиці знаходимо = 1,7; = 1,45; = 0,05; = 0.

Масштабний коефіцієнт = 0,85; = 0,73.

Коефіцієнт β при шорсткості 1.25 дорівнює β = 0,9

Тоді:

= ;

= = = 6,5;

Переріз 3-3

= 42 мм; b = 12 мм; t = 5 мм.

З таблиці знаходимо = 1,68; = 1,45; = 0,05; = 0.

Масштабний коефіцієнт = 0,88; = 0,77.

Коефіцієнт β при шорсткості 1.25 дорівнює β = 0,9.

Тоді :

= ; = ;

= = 5,5; = = 19,5;

n = = = 5,2 що допустимо

Переріз 1-1

= 42 мм; b = 12 мм; t = 5 мм.

З таблиці знаходимо = 1,68; = 1,45; = 0,05; = 0.

Масштабний коефіцієнт = 0,88; = 0,77.

Коефіцієнт β при шорсткості 1.25 дорівнює β = 0,9.

Тоді :

= ; = ;

= = 15,6; = = 19,5;

n = = = 12,1 що допустимо