7.Проверочный расчет валов

7.1.Расчет быстроходного вала на усталостную выносливость

1.Проверяем сечение под подшипником, т.к. оно является наибольшим концентратором напряжений

а) определяем амплитуду нормальных напряжений σ_а

Н/мм²,

где W_нетто– осевой момент сопротивления сечения вала; значениеМ_исм. п.5.1

б) определяем амплитуду касательных напряжений τ_а

Н/мм²,

где W_ρнетто– полярный момент инерции сопротивления сечения вала,

М_К– крутящий момент, равный вращающему моментуТ_б(см. п.1.3)

в) определяем коэффициенты концентрации нормальных и касательныхнапряжений

где К_σиК_τ– эффективные коэффициенты концентрации напряжений (см. табл. 11.2 /2/),К_d– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения (табл. 11.3 /2/),К_f– коэффициент влияния шероховатости (табл. 11.4 /2/)

г) определяем пределы выносливости в расчетном сечении вала:

Н/мм²

Н/мм²

где σ_-1иτ_-1– пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения;σ_-1см. п.4.1

д) определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

е) определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении s

7.2.Расчет промежуточного вала на усталостную выносливость

1.Проверяем сечение под колесом, т.к. оно является наибольшим концентратором напряжений

а) определяем амплитуду нормальных напряжений σ_а

Н/мм²,

где W_нетто– осевой момент сопротивления сечения вала; значениеМ_исм. п.5.2

б) определяем амплитуду касательных напряжений τ_а

Н/мм²,

где W_ρнетто– полярный момент инерции сопротивления сечения вала,

М_К– крутящий момент, равный вращающему моментуТ_п(см. п.1.3),b–ширина паза под шпонку,t₁– глубина паза в валу (табл. К42 /2/)

в) определяем коэффициенты концентрации нормальных и касательныхнапряжений

где К_σиК_τ– эффективные коэффициенты концентрации напряжений (см. табл. 11.2 /2/),К_d– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения (табл. 11.3 /2/),К_f– коэффициент влияния шероховатости (табл. 11.4 /2/)

г) определяем пределы выносливости в расчетном сечении вала:

Н/мм²

Н/мм²

где σ_-1иτ_-1– пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения;σ_-1см. п.4.1

д) определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

е) определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении s

7.3.Расчет тихоходного вала на усталостную выносливость

1.Проверяем сечение под колесом

а) определяем амплитуду нормальных напряжений σ_а

Н/мм²,

где W_нетто– осевой момент сопротивления сечения вала; значениеМ_исм. п.5.3

б) определяем амплитуду касательных напряжений τ_а

Н/мм²

где W_ρнетто– полярный момент инерции сопротивления сечения вала,

М_К– крутящий момент, равный вращающему моментуТ_т(см. п.1.3),b–ширина паза под шпонку,t₁– глубина паза в валу (табл. К42 /2/)

в) определяем коэффициенты концентрации нормальных и касательныхнапряжений

где К_σиК_τ– эффективные коэффициенты концентрации напряжений (см. табл. 11.2 /2/),К_d– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения (табл. 11.3 /2/),К_f– коэффициент влияния шероховатости (табл. 11.4 /2/)

г) определяем пределы выносливости в расчетном сечении вала:

Н/мм²

Н/мм²

где σ_-1иτ_-1– пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения;σ_-1см. п.4.1

д) определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

е) определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении s

2.Проверяем сечение под подшипником

а) определяем амплитуду нормальных напряжений σ_а

Н/мм²,

где W_нетто– осевой момент сопротивления сечения вала; значениеМ_исм. п.5.3

б) определяем амплитуду касательных напряжений τ_а

Н/мм²,

где W_ρнетто– полярный момент инерции сопротивления сечения вала,

М_К– крутящий момент, равный вращающему моментуТ_т(см. п.1.3)

в) определяем коэффициенты концентрации нормальных и касательныхнапряжений

где К_σиК_τ– эффективные коэффициенты концентрации напряжений (см. табл. 11.2 /2/),К_d– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения (табл. 11.3 /2/),К_f– коэффициент влияния шероховатости (табл. 11.4 /2/)

г) определяем пределы выносливости в расчетном сечении вала:

Н/мм²

Н/мм²

где σ_-1иτ_-1– пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения;σ_-1см. п.4.1

д) определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

е) определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении s