12. Уточнений розрахунок валів.

При розрахунку валів на сумісну дію, згину та кручення розрахунок ведеться з умови, що на вал діють статичні навантаження. Фактично вал відчуває напруги, які перемінні за величиною і напрямом у часі.

Уточнений розрахунок валів ведеться на втомлену, міцність по напругам витривалості і зводиться до визначення фактичного коефіцієнта запасу міцності в двох небезпечних перерізах вала: А-А - під серединою зубчастого колеса; Б-Б - під серединою підшипника. Порівняння цих коефіцієнтів з допустимими коефіцієнтами для валів редуктора.

Малюнок 12.1. Небезпечні перерізи вала колеса.

допустимий коефіцієнт запасу міцності по напругам витривалості. [1] стр.164 табл.8.19

12.1. Вал колеса.

12.2. Розрахунковий коефіцієнт запасу міцності.

[1] стр.162 ф.8.7

де: та - коефіцієнти запасу міцності по нормальним та дотичним напругам, відповідно вказані коефіцієнти знаходяться по формулі:

[1] стр.162 ф.8.8

де: та - границі витривалості для матеріалу вала при симетричному циклі згину та кручення.

Мпа; Мпа;

Матеріал вала – сталь

Мпа - границя міцності. [1] стр.164 табл.8.18

та - коефіцієнти зниження границь витривалості, які визначаються по залежності:

;

; [1] стр.164 табл.8.19

де: та - ефективні коефіцієнти концентрації напруг для даного перерізу вала в залежності від його форми.

; [1] стр.165 табл.8.20

- коефіцієнт впливу абсолютних розмірів поперечного перерізу.

[1] стр.165 табл.8.21

- коефіцієнт впливу шорсткості поверхні.

[1] стр.165 табл.8.22

- коефіцієнт впливу поверхневого зміцнення.

[1] стр.166 табл.8.23

та - коефіцієнти відчуття матеріалу до асиметрії циклу напруги.

; [1] стр 164 табл.8.18

При розрахунках вала в місцях установки деталі з натягом використовують відношення: К_σ/К_d та К_τ/К_d.

σ_α та τ_α - нормальні та дотичні напруги в небезпечних перерізах вала, визначають по формулі:

; ,

, [1] стр.164

де: - сумарний згинаючий момент. [1] стр.164

Т_к - крутний момент.

Wос та Wр — осьовий, або полярний момент в перерізах вала.

;

[1] стр.166 табл.8.25

12.3. Переріз А-А.

Концентрація напруги в цьому перерізі викликана наявністю шпонкового паза.

Вихідні данні:

Мзг сум c = Нм; К_v = ; ;

Мкр = Т_2ред = Нм; К_d = ; В_шп = мм;

d_вк = мм; ψ_σ = ; t_шп = мм;

σ_-1 = МПа; ψ_τ = ; h_шп = мм;

τ_-1 = МПа;

12.3.1. Коефіцієнти зниження границі витривалості

12.3.2. Осьовий та полярний моменти опори, послабленого перерізу.

12.3.3. Нормальні та дотичні напруги в перерізі.

МПа;

МПа.

12.3.4. Коефіцієнти запасу міцності по нормальним та дотичним напругам.

12.3.5. Розрахунковий коефіцієнт запасу міцності в перерізі.

12.4. Переріз Б-Б концентрація напруг викликана напресуванням підшипника.

Вихідні данні:

Мзг сум α = Нм; Мкр = Т_2ред = Нм;

d_вп2 = мм;

12.4.1. Осьовий та полярний моменти опору.

Wp = 0,2d³; Wp =

Wx = 0,1d³; Wx =

12.4.2. Нормальні та дотичні напруги в поперечному перерві.

12.4.3. Відношення коефіцієнтів.

12.4.4. Коефіцієнти зниження граниш витривалості

12.4.5. Коефіцієнти запасу по нормальним та дотичним напругам.

12.4.6. Розрахунковий коефіцієнт запасу міцності в перерізі.