9 Проверочный расчет вала

Расчет на сопротивление усталости.

Параметр	Виды опасных сечений
	Сечения, ослабленные шпоночным пазом		Сечения в местах ступенчатого перехода вала
Сечение на валу	А	Б	В	Г	Д
Изгибающий момент в вертикальной плоскости	0	5,46	0	4,18	4,05
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости	36,45	53,2	72,9	77,72	39,46
Суммарный изгибающий момент	36,45	53,48	72,9	77,83	39,67

Наиболее опасными являются сечения Б, Г.

Сечение Г.

При расчете момента сопротивления сечения выбирается меньший из диаметров.

Момент сопротивления сечения Г при изгибе:

Амплитуда цикла нормальных напряжений при изгибе:

В сечении Г отношение радиуса галтели к диаметру:

Коэффициент концентрации напряжений изгиба в сечении Г:

При коэффициент качества обработки поверхности:

Масштабный фактор для напряжения изгиба:

Коэффициент учета постоянной составляющей напряжения изгиба при

Среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

Предел выносливости материала вала при симметричном циклу изгиба:

Коэффициент запаса сопротивления усталости по изгибу в сечении Г:

Предел выносливости материала вала при пульсирующем цикле касательных напряжений пропорционален пределу прочности материала вала. Выберем среднее значение коэффициента пропорциональности:

Полярный момент сопротивления сечения Г:

Амплитуда цикла касательных напряжений и среднее напряжение:

В сечении Г отношение радиуса галтели к диаметру:

Коэффициент концентрации касательных напряжений в сечении Г:

Коэффициент качества при чистовой обработки поверхности вала:

Масштабный фактор для касательных напряжений при диаметре сечения :

Коэффициент учета постоянной составляющей касательных напряжений при

Коэффициент запаса сопротивления усталости по кручению в сечении Г:

Общий коэффициент запаса сопротивления усталости сечения Г:

В сечении Г вал удовлетворяет условию прочности.

Сечение Б.

Момент сопротивления сечения Б при изгибе, с учетом шпоночного паза:

Амплитуда цикла нормальных напряжений при изгибе:

Коэффициент концентрации напряжений изгиба в сечении Б:

При коэффициент качества обработки поверхности:

Масштабный фактор для напряжения изгиба:

Коэффициент учета постоянной составляющей напряжения изгиба при

Среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

Коэффициент запаса сопротивления усталости по изгибу в сечении Б:

Полярный момент сопротивления сечения Б:

Амплитуда цикла касательных напряжений и среднее напряжение:

Коэффициент концентрации касательных напряжений в сечении Б:

Коэффициент качества при чистовой обработки поверхности вала:

Масштабный фактор для касательных напряжений при диаметре сечения :

Коэффициент учета постоянной составляющей касательных напряжений при

Коэффициент запаса сопротивления усталости по кручению в сечении Б:

Общий коэффициент запаса сопротивления усталости сечения Б:

В сечении Б вал удовлетворяет условию прочности.

Расчет на статическую прочность.

При расчёте на статическую прочность опасное сечение вала проходит через средину подшипника 1. В этом сечении суммарный момент

Диаметр сечения Вал сплошной.

Осевой и полярный моменты сопротивления сечения при изгибе и кручении:

Напряжения изгиба и кручения в опасном сечении:

Эквивалентное напряжение:

Коэффициент перегрузки . Предел текучести материала вала

Запас статической прочности:

Вал удовлетворяет условию статической прочности.

Результаты расчета вала на прочность.

Параметр	Виды опасных сечений
	Сопротивление усталости		Статическая прочность
	Сечения, где вал ослаблен шпоночным пазом	Сечения в местах ступенчатого перехода вала	Сечение, где суммарный изгибающий момент максимальный
Наиболее опасное сечение вала	Б	Г	Средина опоры 1
Суммарный изгибающий момент,	53,48	77,83	105,3
Коэффициент запаса сопротивления усталости по изгибу,	9,6	3,64
Коэффициент запаса сопротивления усталости по кручению, .	29,1	18,9
Общий коэффициент запаса сопротивления усталости.	9,1	3,6
Коэффициент запаса статической прочности.			4,6

Список литературы

1. Афанасьев А.И., Ляпцев С.А., Шестаков В.С. «Курсовое проектирование по теории механизмов и машин». Учебное пособие, Екатеринбург: изд. УГГГА, 1998.

2. Афанасьев А.И., Казаков Ю.М. «Прикладная механика». Учебно-методическое пособие и задания на курсовую работу «Конструирование и расчет тихоходного вала цилиндрического одноступенчатого редуктора» для студентов специальности 140604 – «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» (ЭГП). Екатеринбург изд. УГГУ, 2012г.