Построение эпюр нагрузок для промежуточного вала
|
Исходные данные: Радиальная сила на шестерне Frш=2143,7 Н Окружная сила на шестерне Ftш=5890 Н Осевая сила на шестерне Faш=1251,9 Н Радиальная сила на колесе Frк=545 Н Окружная сила на колесе Ftк=1500 Н Осевая сила на колесе Faк=636,7 Н Крутящий момент Tкр=156,1 Н·м Диаметр шестерни d=53 мм Диаметр колеса D=200 мм Расстояние от подшипника до колеса a=107 мм Расстояние от колеса до шестерни b=106 мм Расстояние от шестерни до подшипника c=81 мм |
Расчетная
схема 1.4:
|
|
Расчеты: Силы: Rx1=250,62 Н Rx2=-894,33 Н Ry1=-1492,68 Н Ry2=-3852,33 Н Rs1=1513,57 Н Rs2=3954,77 Н Моменты горизонтальная плоскость: Мг1=26,816 Н·м Мг2=-105,618 Н·м Мг3=-72,443 Н·м Моменты вертикальная плоскость: Мв1=-159,717 Н·м Мв2=-96,047 Н·м Мв3=-312,041 Н·м Моменты суммарные: Мs1=161,952 Н·м Мs2=99,72 Н·м Мs3=329,431 Н·м Мs4=320,34 Н·м Крутящий момент: Tкр=156,1 Н·м |
Для расчета подшипников: На левый подшипник действует сила Rs1=1513,57 Н На правый подшипник действует сила Rs2=3954,77 Н Для расчета опасных сечений: Крутящий момент Tкр=156,1 Н·м Изгибающий момент Ms3=329,431 Н·м
Расчет опасного сечения промежуточного вала (концентратор - шпонка) Исходные данные:
|
Крутящий момент в опасном сечении T |
165,1 Н·м |
|
Изгибающий момент на выходном валу Мs |
329,431 Н·м |
|
Наименьший диаметр вала D |
50 мм |
|
Реверсивность вала: |
не реверсивный |
|
Наличие технологического упрочнения: |
есть |
|
Паз выполнен фрезой: |
дисковой |
Материал:
|
Материал: |
таблица 1 |
Сталь 45 |
|
Диаметр заготовки d |
таблица 1 |
<=60 мм. |
|
Твердость HB |
таблица 1 |
240…270 |
|
Предел прочности σв |
таблица 1 |
785 МПа |
|
Предел выносливости гладкого образца при симметричном цикле изменения напряжений изгиба σ-1 |
таблица 1 |
383 МПа |
|
Предел выносливости гладкого образца при симметричном цикле изменения напряжений кручения τ-1 |
таблица 1 |
226 МПа |
Расчет:
|
Параметр |
Формула |
Значение |
|
Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений при изгибе ψσ |
страница 5 |
0,1 |
|
Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений при кручении ψτ |
страница 5 |
0,05 |
|
Масштабный фактор εσ |
таблица 4 |
0,81 |
|
Масштабный фактор ετ |
таблица 4 |
0,76 |
|
Ширина шпонки b |
таблицы ГОСТ-а |
14 мм |
|
Глубина паза в валу t1 |
таблицы ГОСТ-а |
5,5 мм |
|
Эффективный коэффициент концентраций напряжений Kσ |
таблица 2 |
1,62 |
|
Эффективный коэффициент концентраций напряжений Kτ |
таблица 2 |
1,88 |
|
Коэффициент упрочнения β |
таблица 5 |
1,1 |
|
Эффективный коэффициент концентрации напряжений для детали Kσd |
Kσd=Kσ/(β·εσ) |
1,81 |
|
Эффективный коэффициент концентрации напряжений для детали Kτd |
Kτd=Kτ/(β·ετ) |
2,24 |
|
Осевой момент сопротивления W0 |
|
10975,2 мм3 |
|
Осевой момент сопротивления Wp |
|
23475,2 мм3 |
|
Амплитуда номинальных напряжений изгиба σA |
σA=σ=Mиз сум·103/W0 |
30,01 МПа |
|
Амплитуда номинальных напряжений изгиба τA |
τA=τm=Tкр·103/(Wр·2) |
7,03 МПа |
|
Коэффициент запаса прочности для нормальных напряжений nσ |
nσ=σ-1/(Kσd·σA+ψσ·σm) |
7,04 |
|
Коэффициент запаса прочности для касательных напряжений nτ |
nτ=τ-1/(Kτd·τA+ψτ·τm) |
28,06 |
|
Общий коэффициент запаса прочности n |
|
6,82 |