4 Компоновочний розрахунок валів за умови кручення та його попереднє конструювання
Швидкохідний вал:
Сили,
які діють на вал:
;
Діаметр
вала з умови міцності на кручення
попередньо визначимо для перерізів
вала під шестернею:
З компановки беремо розміри: а= 56мм; в= 60мм; с=60мм
Знайдемо реакції опор в вертикальній площині, Н:
Перевірка:
Знайдемо реакції опор в горизонтальній площині, Н:
Перевірка:
6.3 Згинаючі моменти
Знайдемо згинаючі моменти в вертикальній площині у всіх небезпечниих пе-рерізах, Нмм:
Знайдемо згинаючі моменти в горизонтальній площині у всіх небезпечниих перерізах, Нмм:
Знайдемо сумарні згинаючі моменти у всіх небезпечниих перерізах, Нм:
Побудуємо епюри згинаючих моментів.
Знайдемо зведені моменти, які враховують навантаження на ланках вала, де одночасно діє момент згину і крутний момент, Н:
Знаходимо діаметри пік шестернею та підшипниками:
мм
мм
Тихохідний вал:
Сили,
які діють на вал:
;
Діаметр
вала з умови міцності на кручення
попередньо визначимо для перерізів
вала під колесом:
З компановки беремо розміри: а= 60мм; в= 60мм; с=67мм
Знайдемо реакції опор в вертикальній площині, Н:
Перевірка:
Знайдемо реакції опор в горизонтальній площині, Н:
Перевірка:
6.3 Згинаючі моменти
Знайдемо згинаючі моменти в вертикальній площині у всіх небезпечниих пе-рерізах, Нмм:
Знайдемо згинаючі моменти в горизонтальній площині у всіх небезпечниих перерізах, Нмм:
Знайдемо сумарні згинаючі моменти у всіх небезпечниих перерізах, Нм:
Побудуємо епюри згинаючих моментів.
Знайдемо зведені моменти, які враховують навантаження на ланках вала, де одночасно діє момент згину і крутний момент, Н:
Знаходимо діаметри пік шестернею та підшипниками:
мм
мм
Приймаємо діаметр під колесом 48мм,а під підшипниками 45мм.
4.3 Перевірка тихохідного вала на опір втомі.
Номінільні напруження у перерізі I-I:
Максимальне еквівалентне напруження при короткочасних перевантаженнях:
МПа
Допустиме еквівалентне напруження:
МПа
Умова
статичної міцності вала виконується,
оскільки
Розрахунок вала на втомну міцність
У перерізі I-I концентратором напружень є шпон очний паз, який утворюється пальцевою фрезою.
Границі втоми матеріалу вала:
МПа
МПа
Амплітуда нормальних і дотичних напружень:
МПа
МПа
У данному випадку моменти опору перерізу вала брали з урахуванням шпонкового паза
Середні значення нормальних і дотичних напружень:
МПа
Мпа-для
випадку передавання навантаження тільки
в один бік.
Ефективні коефіцієнти концентрації напружень від шпонкового паза:
Коефіцієнти, що характеризують чутливість матеріалу вала до асиметрії циклу напружень:
Коеф.,що враховує вплив абсолютних розмірів перерізу вала Кd=0.79
Коеф. запасу міцності за нормальними та дотичними напруженнями:
Загальний розрахунковий коеф. Запасу міцності вала у перерізі:
Оскільки мінімальний допустимий коеф. запасу міцность Smin=1
.5,втомна міцність вала у перерізі забеспучується.