14. Уточнённый расчёт ведомого вала.

14.1 Действие силы цепной передачи на вал.

Т.к. , то сила раскладывается на составляющие и равна .

14.2 Материал вала. Принимаем сталь 45. Диаметр заготовки неограничен. Твёрдость не ниже 200 НВ, , , , .

14.3 Строим эпюру изгибающих моментов М_в в вертикальной плоскости:

; ;

;

;

14.4 Строим эпюру изгибающих моментов М_г горизонтальной плоскости:

; ;

;

14.5 Строим эпюру крутящих моментов Т. Передача вращающего момента происходит вдоль оси вала от середины ступицы колеса до середины ступицы звёздочки: .

14.6 В соответствии с размерами вала и эпюрами М_в, М_г и Т предположительно опасными сечениями вала, подлежащими проверке на сопротивление усталости, являются сечения Ι–Ι и ΙΙ–ΙΙ, в которых возникают наибольшие моменты и имеются концентраторы напряжений.

14.7 Коэффициент запаса прочности в сечении Ι–Ι.

14.7.1 Суммарный изгибающий момент:

. (90)

Крутящий момент в сечении .

14.7.2 Осевой момент сопротивления сечения с учётом шпоночного паза:

. (91)

Для вала диаметром по ([2], таблица 5.1) принимаем: –ширина шпоночного паза; –глубина шпоночного паза вала.

14.7.3 Полярный момент сопротивления сечения с учётом шпоночного паза:

. (92)

14.7.4 Амплитуда нормальных напряжений при симметричном цикле:

. (93)

14.7.5 Амплитуда касательных напряжений при отнулевом цикле:

. (94)

14.7.6 Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночного паза и установкой колеса на валу с натягом. При наличии на валу двух концентраторов напряжений находят каждый из них и за расчётный принимают тот, который имеет большее значение ([2], §1.4). Ограничимся определением концентрации напряжений только от шпоночного паза.

Эффективный коэффициент концентрации напряжений для вала со шпоночным пазом, выполненным концевой фрезой ([2], таблица 1.2): ; (коэффициенты рассчитаны линейной интерполяцией).

Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения ([2], таблица 1.3): .

По [2], таблица 1.5 при коэффициент влияния шероховатости поверхности .

Коэффициент влияния поверхностного упрочнения –поверхность вала не упрочняется.

14.7.7 Коэффициенты концентрации напряжений для вала в сечении Ι–Ι по формулам ([2], стр. 25):

; (95)

. (96)

14.7.8 Коэффициенты запаса прочности вала в сечении Ι–Ι по нормальным и касательным напряжениям по формуле ([2], стр. 26):

; .(96)

14.7.9 Расчётный коэффициент запаса прочности вала в сечении Ι–Ι:

. (97)

13.8 Коэффициент запаса прочности в сечении ΙΙ–ΙΙ.

14.8.1 Суммарный изгибающий момент:

.

Крутящий момент в сечении .

14.8.2. Осевой и полярный моменты сопротивления сечения:

;

.

14.8.3 Амплитуда нормальных напряжений при симметричном цикле:

.

14.8.4 Амплитуда касательных напряжений при отнулевом цикле:

.

14.8.5 Концентрация напряжений обусловлена посадкой на валу внутреннего кольца подшипника с натягом.

По [2], таблица 1.4: ; (коэффициенты рассчитаны линейной интерполяцией).

По [2], таблица 1.4 при ; .

14.8.6 Коэффициенты концентрации напряжений для вала в сечении ΙΙ–ΙΙ по формулам ([2], стр. 25): ; .

14.8.7 Коэффициенты запаса прочности вала в сечении ΙΙ–ΙΙ по формуле ([2], стр. 26):

; .

14.8.8 Расчётный коэффициент запаса прочности вала в сечении ΙΙ–ΙΙ:

.

Прочность вала в сечениях Ι–Ι и ΙΙ–ΙΙ обеспечивается.

^Эпюры