9. Проверочные расчеты

9.1. Проверочный расчет валов

Проверочный расчет валов на прочность выполняют на совместное действие изгиба и кручения.

Цель расчета – определение коэффициентов запаса прочности в опасных сечениях вала и сравнение их с допускаемыми:

s ≥ [s], [s] = 1,3…2,1.

9.1.1. Проверочный расчет быстроходного вала (вал-червяк):

1) определение опасных сечений:

опасное сечение – сечение N:

2) нормальные напряжения в опасном сечении:

, где W – осевой момент сопротивления сечения вала,

3) амплитуда касательных напряжений:

где W_ρ – полярный момент инерции сопротивления сечения вала,

4) коэффициент концентрации нормальных напряжений:

,

где K_σ = 2,05, K_d = 0,68, K_F = 1, K_y = 1,4 [табл. 11.2 – 11.5, 1],

5) коэффициент концентрации касательных напряжений:

где K_τ = 1,65,

6) пределы выносливости в расчетном сечении вала:

где σ_-1 = 410 Н/мм² – предел выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения [табл. 3.2, 1]

;

где 𝜏_-1 = 0,58𝜎_-1 = 0,58∙410 = 237,8 Н/мм² – предел выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения;

7) коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

,

;

8) общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

;

получаем, что , следовательно, условие выполняется;

9.1.2. Проверочный расчет тихоходного вала (вал колеса):

1) определение опасных сечений:

сечение А:

сечение S:

опасное сечение – сечение А;

2) нормальные напряжения в опасном сечении:

3) амплитуда касательных напряжений:

4) коэффициент концентрации нормальных напряжений:

K_σ = 1,6, K_d = 0,70, K_F = 1, K_y = 1,45 [табл. 11.2 – 11.5, 1],

5) коэффициент концентрации касательных напряжений:

K_τ = 1,45,

6) пределы выносливости в расчетном сечении вала:

7) коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

,

;

8) общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

получаем, что , следовательно, условие выполняется.

9.2. Расчет массы редуктора

Масса червячного редуктора определяется по формуле:

где ρ = 7300 кг/м³ – плотность чугуна;

φ = 7,2 – коэффициент заполнения [1];

Список использованной литературы

1. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов. – М.: Высш. шк., 1991. – 432 с.

2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1998. – 447 с.

3. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов / С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с.

4. Атлас конструкций узлов и деталей машин / Под. ред. О.А. Ряховского. – М.: Изд. МГТУ им. Баумана, 2005. – 380 с.

Приложение 1. Силовая схема нагружения валов редуктора