8.2 Расчет вала червяка.

1. Определение внутренних силовых факторов.

Реакции опор от сил, нагружающих вал червяка, определены в пункте 6 при расчете подшипников вала червяка. Эпюры внутренних силовых факторов приведены на рис. , при этом крутящий момент численно равен моменту на электродвигателе:

Из рассмотрения эпюр внутренних силовых факторов и конструкции узла следует, что опасными являются сечения:

I – I –сечение на диаметре впадин червяка: сечение нагружено изгибающим и крутящими моментами, осевой силой; концентратор напряжений – впадины червяка;

II – II – место установки левого по рисунку подшипника на вал: сечение нагружено изгибающим и крутящими моментами, осевой силой; концентратор напряжений – посадка с натягом внутреннего кольца подшипника на вал;

III – III – место установки муфты на вал: сечение нагружено крутящим моментом, концентратор напряжений – шпоночный паз на концевом участке вала.

Определим силовые факторы для опасных сечений.

Сечение I – I

Изгибающие моменты:

- в плоскости XOZ

- в плоскости YOZ слева от сечения

- в плоскости YOZ справа от сечения

- момент от консольной силы

Суммарный изгибающий момент

Крутящий момент

Осевая сила

Сечение II – II

Изгибающий момент

Крутящий момент

Осевая сила

Сечение III – III

Крутящий момент

2. Вычисление геометрических характеристик опасных сечений вала

Сечение I – I

Сечение II – II

Сечение III – III

Для вала с одним шпоночным пазом:

3. Расчет вала на статическую прочность.

Вычислим нормальные и касательные напряжения, а также значение общего коэффициента запаса прочности по пределу текучести в каждом из опасных сечений вала.

Сечение I – I

Напряжение изгиба с растяжением(сжатием) σ₁ и напряжение кручения τ₁

МПа

МПа

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести

Сечение II – II

Напряжение изгиба с растяжением(сжатием) σ₂ и напряжение кручения τ₂

МПа

МПа

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести

Сечение III – III

Напряжение кручения

МПа

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести равен в данном случае частному коэффициенту запаса прочности по касательному напряжению

Статическая прочность вала обеспечена: во всех опасных сечениях S > [S_T] = 2.0

8.3 Расчет приводного вала .

1. Определение внутренних силовых факторов.

Реакции опор от сил, нагружающих приводной вал, определены в пункте 6 при расчете подшипников приводного вала. Эпюры внутренних силовых факторов приведены на рис. , при этом крутящий момент численно равен моменту на звездочки предохранительной муфты:

Из рассмотрения эпюр внутренних силовых факторов и конструкции узла следует, что опасными являются сечения:

I – I – левая по рисунку ступица звездочки: сечение нагружено изгибающим и крутящими моментами, концентратор напряжений – шпоночный паз.

II – II – место установки левого по рисунку подшипника: сечение нагружено изгибающим и крутящими моментами; концентратор напряжений – посадка с натягом внутреннего кольца подшипника на вал;

Определим силовые факторы для опасных сечений.

Сечение I – I

Изгибающие моменты:

- в плоскости XOZ

- момент от консольной силы

Суммарный изгибающий момент

Крутящий момент

Сечение II – II

Изгибающие моменты:

- в плоскости XOZ

- момент от консольной силы

Суммарный изгибающий момент

Крутящий момент