12 Проверочный расчет валов

12. 1 Ведущий вал редуктора

Материал вала – сталь 45, термообработка – улучшение, σ_в= 890 МПа, σ_т= 650 МПа.

Проверяемое сечение 3-3. Концентрация напряжения обусловлена нарезкой зубьев шестерни на вал.

d_f = 44,77 мм

Расчет вала на сопротивление усталости.

Условие прочности:

,

где ,– расчетный и допускаемый коэффициент запаса прочности,;

–коэффициент запаса прочности при изгибе и кручении соответственно,

,

здесь –придел выносливости при изгибе, ;

- придел выносливости при кручении,

;

–коэффициент концентрации напряжений,

,

,

здесь -коэффициент от формы поверхности,

, [9]

; [9]

–эффективный коэффициент от состояния поверхности,

[9]

[9]

–масштабный фактор (принимается в зависимости от диаметра вала и вида деформации),

[9]

; [9]

–коэффициент поверхностного упрочнения,

–коэффициент чувствительности материала к ассиметрии цикла,

;

–амплитуда напряжений при изгибе и кручении соответственно;

–среднее напряжение циклов при изгибе и кручении соответственно;

где - суммарный и изгибающий момент под подшипником качения,

-момент сопротивления сечения вала изгибу,

здесь -диаметр впадин, ;

где - передаваемый валом вращающий момент,;

- момент сопротивления сечения вала кручению,

Расчет валов на статическую прочность

Условие прочности

где - расчетный и допускаемый коэффициент запаса прочности по текучести,

- предел текучести,

- коэффициент нагрузки,

–эквивалентное напряжение,

,

здесь -напряжение изгиба, ;

-напряжение кручения,

.

12. 2 Ведомый вал редуктора

Материал вала – сталь 45, термообработка – улучшение, σ_в= 780 МПа, σ_т= 540 МПа.

Проверяемое сечение 4-4 под подшипником качения.

d_п2 = 55 мм

Концентрация напряжения обусловлена напрессовкой подшипников на вал.

Расчет вала на сопротивление усталости.

Условие прочности:

,

где ,– расчетный и допускаемый коэффициент запаса прочности,;

–коэффициент запаса прочности при изгибе и кручении соответственно,

,

здесь –придел выносливости при изгибе, ;

- придел выносливости при кручении,

;

–коэффициент концентрации напряжений,

,

,

здесь -коэффициент от формы поверхности,

, [9]

; [9]

–эффективный коэффициент от состояния поверхности,

[9]

[9]

–масштабный фактор (принимается в зависимости от диаметра вала и вида деформации),

[9]

; [9]

–коэффициент поверхностного упрочнения,

–коэффициент чувствительности материала к ассиметрии цикла,

;

–амплитуда напряжений при изгибе и кручении соответственно;

–среднее напряжение циклов при изгибе и кручении соответственно;

где - суммарный и изгибающий момент в проверяемом сечении 4-4,

-момент сопротивления сечения вала изгибу,

здесь -диаметр вала под подшипником, ;

где - передаваемый валом вращающий момент,;

- момент сопротивления сечения вала кручению,

Расчет валов на статическую прочность

Условие прочности

где - расчетный и допускаемый коэффициент запаса прочности по текучести,

- предел текучести,

- коэффициент нагрузки,

–эквивалентное напряжение,

,

здесь -напряжение изгиба, ;

-напряжение кручения,

.