2. Расчёт ведомого вала

Крутящий момент на валу T₂ = T_кр. = 664494,303 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.

2 – е сечение

Диаметр вала в данном сечении D = 65 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Ширина шпоночной канавки b = 18 мм, глубина шпоночной канавки t₁ = 7 мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_ =

– амплитуда цикла нормальных напряжений:

_v = 22,822 МПа,

здесь

W_нетто = 23700,754 мм³,

где b=18 мм – ширина шпоночного паза; t₁=7 мм – глубина шпоночного паза;

– среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

_m = 0,988 МПа, F_a = 3280,018 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];

– _ = 0,82 – находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_ = 6,469.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_ = где:

– амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

_v = _m = 6,558 МПа,

здесь

W_{к нетто} = 50662 мм³,

где b=18 мм – ширина шпоночного паза; t₁=7 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];

– _ = 0,7 – находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_ = 11,393.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 5,625

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

4 – е сечение

Диаметр вала в данном сечении D = 55 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Ширина шпоночной канавки b = 18 мм, глубина шпоночной канавки t₁ = 7 мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_ =

– амплитуда цикла нормальных напряжений:

_v = 0 МПа,

здесь

W_нетто = 18256,3 мм³,

где b=18 мм – ширина шпоночного паза; t₁=7 мм – глубина шпоночного паза;

– среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

_m = 1,16 МПа, F_a = 3280,018 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];

– _ = 0,82 – находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_ = 1445,69.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_ = где:

– амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

_v = _m = 8,419 МПа,

здесь

W_{к нетто} = 39462,051 мм³,

где b=18 мм – ширина шпоночного паза; t₁=7 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];

– _ = 0,7 – находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_ = 8,874.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 8,874

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