9. Уточненный расчет валов

Примем, что нормальные напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения по отнулевому. Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и сравнения их с допускаемым [S].

Ведущий вал

Материал вала-шестерни – Сталь 45 , нормализованная,

_В=570 МПа.

Предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба:

_-1=0,43_В=0,43570 =245 МПа.

Предел выносливости стали при симметричном цикле касательных напряжений:

_-1=0,58245 =142 МПа.

Сечение под шкивом.

Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки, так как в этом сечении изгибающего момента нет, то рассчитывают только на кручение. Крутящий момент Т₁=106 Нм.

Момент сопротивления кручения нетто сечения вала:

(46)

Амплитуда от нулевого цикла касательных напряжений при кручении вала:

(47)

Находим значения коэффициентов [1, с.165-166]:

К_=1,6; _=0,8; =0,1.

Определяем коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

(48)

Следовательно, прочность вала обеспечена.

Ведомый вал

Материал вала – Сталь 45, нормализованная, _В=570 МПа.

Предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба:

_-1=0,43_В=0,43570=245 МПа;

при симметричном цикле касательных напряжений:

_-1=0,58_-1=0,58245=142 МПа.

Сечение под муфтой. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки, так как в этом сечении изгибающего момента нет, то рассчитывают только на кручение. Крутя щий момент Т₂=498 Нм.

Момент сопротивления кручению нетто сечения вала:

Амплитуда от нулевого цикла касательных напряжений при кручении вала:

Находим значения коэффициентов:

K_=1,5; _=0,8; _=0,1.

Определяем коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Определяем коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

(51)

Результирующий коэффициент запаса прочности:

(52)

10. Выбор муфты

Выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую МУВП, которая соединяет ведомый вал редуктора с валом барабана конвейера.

Ведомый вал

Определяем расчетный крутящий момент [1, с.278]:

(10.1)

где К_Р=1,5 – коэффициент, учитывающий условия работы [1, с.272].

МУВП 700-60-1.1У3 ГОСТ

Определяем диаметр вала под муфту d, мм:

(10.2)

где – допускаемое напряжение на кручение,

По ГОСТу 12080-66 принимаем

По значениям расчетного вращающего момента и диаметра посадочного отверстия выбираем муфту:

Муфта упругая втулочно-пальцевая МУВП 1000-60-l. 1-УЗ ГОСТу 21424-75.

Определяем наибольшее напряжение изгиба в опасном сечении пальца , МПа:

(10.3)

где – расчетный момент, Н·м;

– диаметр окружности, на которой расположены пальцы,

мм;

– число пальцев,

– длина пальца, ;

– диаметр пальца,

– допускаемое напряжение на изгиб для пальцев,

МПа.

Условие прочности пальца по напряжениям изгиба выполняется.

Определяем наибольшее напряжение на смятие резиновых втулок , МПа:

(10.4)

где – длина втулки,

– допускаемое напряжение на смятие резины,

Условие прочности втулки на смятие выполняется.