7 Проверочный расчёт ведомого вала редуктора на сопротивление усталости
7.1 Материал вала
Принимаем
сталь Ст5, диаметр заготовки любой,
твёрдость не ниже 190 HB,
предел прочности
предел выносливости при симметричном
цикле изгиба [1]
и
кручении
Эпюры изгибающих и крутящих моментов для ведомого вала
7.2.1 Вертикальная плоскость
Рисунок 18
7.2.2 Горизонтальная плоскость
Рисунок 19
Изгиб от силы Fk
Рисунок
20
Кручение
Рисунок
21
В соответствии с эпюрами
предположительно
устанавливаем опасные сечения вала, которые подлежат расчёту
Таких сечений два:
1 – 1 под серединой ступицы колеса со шпоночным пазом;
– 2 под подшипник В на шейке вала
7.3 Сечение 1 – 1
7.3.1 Суммарный изгибающий момент в сечении
Крутящий
момент
Осевой момент сопротивления сечения с учётом шпоночного паза
Полярный момент сопротивления сечения
Амплитуда нормальных напряжений
Амплитуда касательных напряжений
Коэффициенты концентрации напряжений для сечения 1 – 1,
обусловленных наличием шпоночного паза
где
и
- эффективные коэффициенты концентрации
напряжений для вала со шпоночным пазом
-
для концевой фрезы
при
-
коэффициент влияния абсолютных размеров
поперечного сечения детали:
при
изгибе
при
кручении
-
коэффициент влияния шероховатости
поверхности при
7.3.7
Коэффициенты запаса прочности по
нормальным
и
касательным
напряжениям
7.3.8 Результирующий коэффициент запаса прочности сечения 1 – 1
Прочность сечения 1 – 1 на усталость обеспечена
7.4 Сечение 2-2
7.4.1 Суммарный изгибающий момент в сечении
Осевой момент сопротивления сечения
Полярный момент сопротивления сечения
Амплитуда нормальных напряжений
Амплитуда касательных напряжений
Коэффициенты концентрации напряжений для сечения 2 – 2
где
-
эффективные коэффициенты напряжений
в местах напрессовки подшипников при
Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям
Результирующий коэффициент запаса прочности
Прочность сечения 2 – 2 на усталость обеспечена
Так как прочность вала на усталость обеспечена, то его диаметры и выбранный материал оставляем без изменения.