9. Уточненный расчет валов.

Принимаем что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения по нулевому (пульсирующему).

Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности для опасных сечений и сравнения их с допускаемыми значениями

Прочность соблюдена при

Проведем расчет для опасных сечений каждого из валов.

Ведущий вал.

Материал – сталь 45 термическая обработка- улучшение. Шестерня выполнена заодно с валом, диаметр заготовки до 90 мм, следовательно среднее значение МПа

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба.

МПа

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений.

МПа

Сечение А - А при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение

Концентрация напряжения вызывает наличие шпоночного паза.

Коэффициент запаса прочности

,

где амплитуда и среднее напряжение от нулевого цикла

При мм; мм; мм

мм³

МПа

Принимаем ; ; Табличные значения

.

Принимаем длину посадочного места под муфту равной длине полумуфты мм, получаем изгибающий момент в сечении А - А от консольной нагрузки.

Н·мм

Коэффициент запаса прочности под нормальным напряжениям

;

где МПа

Результирующий коэффициент запаса прочности

Ведомый вал

Материал вала — сталь 45 нормализованная; МПа

Пределы выносливости МПа и МПа

Сечение А-А Диаметр вала в этом сечении мм.

Концентрация напряжения обусловлена наличием шпоночной канавки:

и ;

масштабные факторы ; ;

коэффициенты ;

Крутящий момент Н·мм

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости

Н·мм

Изгибающий момент в вертикальной плоскости

Н·мм

Суммарный изгибающий момент в сечении А — А

Н·мм

Момент сопротивления кручению ( мм; ; мм)

мм³

Момент сопротивления изгибу

мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

МПа; среднее напряжение

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А — А

Сечение К—К. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с

гарантированным напрягом.; и ; принимаем и .

Изгибающий момент

Н·мм.

Осевой момент сопротивления

мм³

Амплитуда нормальных напряжений

МПа; .

Полярный момент сопротивления

мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

.

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения К — К

.

Сечение Л—Л. Концентрация напряжений обусловлена переходом от мм к :

при и коэффициенты концентрации напряжений и ; Масштабные факторы ; .

Внутренние силовые факторы те же, что и для сечения К— К.

Осевой момент сопротивления сечения

мм³

Амплитуда нормальных напряжений

МПа; .

Полярный момент сопротивления

мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

;

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

.

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Л — Л

.

Сечение Б—Б. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки:

коэффициенты концентрации напряжений и ; Масштабные факторы ; .

Изгибающий момент (положим мм)

Н·мм.

Момент сопротивления сечения нетто при мм и мм

мм³

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

МПа;

Момент сопротивления кручению сечения нетто

мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

;

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

..

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Б — Б

Результаты проверки в таблице:

Сечение	А-А	К-К	Л-Л	Б-Б
Коэффициент запаса s	7,2	3,2	3,9	4,45

Во всех случаях