2. Расчёт 2-го вала

Крутящий момент на валу T_кр.= 223890,27 H·мм.

Для данного вала выбран материал: сталь 45. Для этого материала:

- предел прочности _b= 780 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба

_-1= 0,43 ·_b= 0,43 · 780 = 335,4 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле кручения

_-1= 0,58 ·_-1= 0,58 · 335,4 = 194,532 МПа.

2 - е с е ч е н и е.

Диаметр вала в данном сечении D = 55 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Ширина шпоночной канавки b = 16 мм, глубина шпоночной канавки t₁= 6 мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_= (13.20)

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

_v= 20,326 МПа, (13.21)

здесь

W_нетто= (13.22)

W_нетто= = 14238,409 мм³,

где b=16 мм - ширина шпоночного паза; t₁=6 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

_m= 0,25 МПа, (13.23)

здесь: F_a= 593,893 МПа - продольная сила,

- _= 0,2 - см. стр. 164[1];

- = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- k_= 1,8 - находим по таблице 8.5[1];

- _= 0,82 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_= 7,284.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_= где: (13.24)

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

_v=_m= (13.25)

_v=_m= = 3,662 МПа,

здесь

W_{к нетто}= (13.26)

W_{к нетто}= 30572,237 мм³,

где b=16 мм - ширина шпоночного паза; t₁=6 мм - глубина шпоночного паза;

- _t= 0.1 - см. стр. 166[1];

- = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_= 1,7 - находим по таблице 8.5[1];

- _= 0,7 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_= 20,403.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 6,86 (13.27)

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

3 - е с е ч е н и е.

Диаметр вала в данном сечении D = 50 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (см. табл. 8.7[1]).

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_= (13.28)

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

_v= 38,277 МПа, (13.29)

здесь

W_нетто= 12271,846 мм³(13.30)

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

_m= 0,302 МПа, (13.31)

здесь: F_a= 593,893 МПа - продольная сила,

- _= 0,2 - см. стр. 164[1];

- = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- _= 3,102 - находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

S_= 2,739.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_= где: (13.32)

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

_v=_m= (13.33)

_v=_m= = 4,561 МПа,

здесь

W_{к нетто}= 24543,693 мм³(13.34)

- _t= 0.1 - см. стр. 166[1];

- = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- = 2,202 - находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

S_= 17,995.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 2,708 (13.35)

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.