11.4Расчёт моментов 2-го вала

M_xА = 0 Н · мм

M_yА = 0 Н · мм

M_А = = = 0 H · мм (176)

M_xБ = (177)

M_xБ = = -42436,74 H · мм

M_yБ = (178)

M_yБ = = 116594,04 H · мм

M_Б = = = 124076,779 H · мм (179)

M_xВ' = (180)

M_xВ' = = -33229,299 H · мм

M_xВ" = (181)

M_xВ" = = -11646,772 H · мм

M_yВ' = (182)

M_yВ' = = 28315,112 H · мм

M_yВ" = (183)

M_yВ" = = 28315,112 H · мм

M_В' = = = 43656,98 H · мм (184)

M_В" = = = 30616,872 H · мм (185)

M_xГ = 0 Н · мм

M_yГ = 0 Н · мм

M_Г = = = 0 H · мм (186)

11.5Эпюры моментов 2-го вала

X

Y

Z

F_t3

F_r3

R_y3

R_x3

R_y4

R_x4

3

4

F_a2

А

L_АБ = 60 мм

Б

L_БВ = 70 мм

В

L_ВГ = 60 мм

Г

F_t2

F_r2

M_x, H^xмм

-42436,74

-11646,772

-33229,299

M_y, H^xмм

116594,04

28315,112

M_ =

124076,779

43656,98

30616,872

M_кр(max) = Т_кр, H^xмм

11.6Расчёт 2-го вала

Крутящий момент на валу T_кр. = T₂ = 58297,034 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 = 35 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (см. табл. 8.7[1]).

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_ = (187)

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

_v = 29,477 МПа, (188)

здесь

W_нетто = 4209,243 мм³ (189)

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

_m = 0,291 МПа, (190)

здесь: F_a = 280,349 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_ = 3,556.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_ = где: (191)

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

_v = _m = (192)

_v = _m = = 3,462 МПа,

здесь

W_{к нетто} = 8418,487 мм³ (193)

- _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_ = 23,708.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 3,517 (194)

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 = 38 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Ширина шпоночной канавки b = 10 мм, глубина шпоночной канавки t₁ = 5 мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_ = (195)

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

_v = 9,347 МПа, (196)

здесь

W_нетто = (197)

W_нетто = = 4670,599 мм³,

где b=10 мм - ширина шпоночного паза; t₁=5 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

_m = 0,247 МПа, (198)

здесь: F_a = 280,349 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];

- _ = 0,88 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_ = 16,974.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_ = где: (199)

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

_v = _m = (200)

_v = _m = = 2,898 МПа,

здесь

W_{к нетто} = (201)

W_{к нетто} = 10057,645 мм³,

где b=10 мм - ширина шпоночного паза; t₁=5 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];

- _ = 0,77 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_ = 28,251.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 14,55 (202)

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