8.1.3 Расчет быстроходного вала

8.1.3.1 Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

Проверка:

Изгибающие моменты:

8.1.3.2 Опорные реакции в вертикальной плоскости:

Проверка:

Изгибающие моменты:

8.1.3.3 Суммарные изгибающие моменты:

8.1.3.4 Эквивалентные моменты:

Определяем сечение вала в самой нагруженной точке. Проверочный расчет вала будем проводить для сечения, где эквивалентный момент максимален .

, где ─ допускаемое напряжение изгиба.

Диаметр вала в рассчитываемом сечении d = 40 мм, что больше рассчитанного.

8.1.4 Расчет оси

.

8.1.4.1 Опорные реакции:

Проверка:

Изгибающие моменты:

Определяем сечение оси в самой нагруженной точке. Проверочный расчет оси будем проводить для сечения, где эквивалентный момент максимален .

, где ─ допускаемое напряжение изгиба.

Диаметр вала в рассчитываемом сечении d = 30 мм, что больше рассчитанного.

8.2 Расчет валов на выносливость

8.2.1 Проверочный расчет тихоходного вала

Определим коэффициент запаса прочности для опасного сечения, т.е. под подшипником.

Определим момент сопротивления проверяемого сечения при изгибе (W) и кручении ():

Определим предел выносливости стали при изгибе и кручении:

, где ─ предел прочности стали.

Определим амплитуды переменных составляющих циклов нагружений и постоянные составляющие, при принятых условиях нагружения:

, где Н∙мм ─ максимальный суммарный изгибающий момент сечения вала.

Определим коэффициенты снижения предела выносливости вала в рассматриваемом сечении:

, , где- эффективные коэффициенты концентрации напряжений,- коэффициент влияния абсолютных размеров рассматриваемого поперечного сечения;- коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности;- коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Т.к. МПа, то.

Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и по касательным напряжениям ():

Общий коэффициент запаса прочности:

где ─ требуемый коэффициент запаса для обеспечения прочности и жесткости.

Условие выполняется, прочность и жесткость обеспечены.

8.2.2 Проверочный расчет быстроходного вала

Определим коэффициент запаса прочности для опасного сечения.

Определим момент сопротивления проверяемого сечения при изгибе (W) и кручении ():

Определим предел выносливости стали при изгибе и кручении:

, где ─ предел прочности стали.

Определим амплитуды переменных составляющих циклов нагружений и постоянные составляющие, при принятых условиях нагружения:

, где Н∙мм ─ максимальный суммарный изгибающий момент сечения вала.

Определим коэффициенты снижения предела выносливости вала в рассматриваемом сечении:

, , где- эффективные коэффициенты концентрации напряжений,- коэффициент влияния абсолютных размеров рассматриваемого поперечного сечения;- коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности;- коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Т.к. МПа, то.

Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и по касательным напряжениям ():

Общий коэффициент запаса прочности:

где ─ требуемый коэффициент запаса для обеспечения прочности и жесткости.

Условие выполняется, прочность и жесткость обеспечены.