2 семестр / Расчеты - Шпонка, передачи, валы - Станкин - 2002 / ТехМех - расчёт валов
.doc4. Пространственная схема расположения валов и сил в зацеплении.
5. Расчёт быстроходного вала II.
5.1. Проверочный расчёт на выносливость.
5.1.1. Реакции в опорах, эпюры, изгибающие
и вращающие моменты.Проекции сил на
горизонтальную плоскость.
Fr1
Fx1
∑MAГ = 0;
RBГ∙160 + FX1∙dm1/2 – Fr1∙110 = 0;
rm1=26,8 мм;
FX1=215.2 Н;
Fr1=309,5 Н;
RBГ∙1650 + 215,25∙26,8 – 227,5∙110 = 0;
RBГ = 60,5 Н.
∑MBГ = 0;
–RАГ∙160 + FX1∙dm1/2 +Fr1∙110 = 0;
–RАГ∙160 + 215,2∙26,8 + 309,5∙15 = 0;
RАГ= 249Н.
Проверка:
ΣX=0
RAг + RBг - Fr1=0
249 + 60,5 - 309,5 = 0
Проекции сил на вертикальную плоскость.
∑MAГ=0;
RBВ∙160 – Ft∙50 = 0;
RBВ∙160 – 1048.5∙50 = 0;
RBВ = 327,6 Н;
∑MВВ=0;
-RАВ∙160 + Ft∙110 = 0;
-RАВ∙160 – 1048,5∙110 = 0;
RАВ = 720,9 Н.
Проверка:
ΣX=0
-RBВ-RАВ+Ft1 = -720,9+1048,5-327,6=0.
Реакции в опорах.
Изгибающий момент в сечении
5.1.2. Действующие напряжения и запасы выносливости.
По таблице назначаем материал вала: Сталь 40Х, закалка ТВЧ,
σв = 730 МПа,
σТ = 500 МПа,
τТ = 280 МПа,
σ-1 = (0,4…0,5)·σв => σ-1 = 320 МПа - предел усталости;
τ-1 = (0,2…0,3)· σв => τ-1 = 150 МПа
Запас выносливости
>[n]=1,5…2
Частные запасы по σ и τ
Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла.
ψσ = 0,1
ψτ = 0,05
Опасное сечение Т и М => более нагружено сечение S.
По таблице:
КF = 1,25 - фактор шероховатости поверхности;
КV = 1,5 - коэффициент влияния упрочнения;
Масштабный фактор
Приведённые коэффициенты концентрации напряжения:
Моменты сопротивления поперечного сечения вала:
Амплитудные и средние значения напряжения:
,где
- коэффициент динамичности нагрузки:
,где
Частные запасы по σ и τ:
Запас выносливости.
> [1,5…1,8] => выносливость обеспечена.
6.2 Проверочный расчёт на статическую прочность.
Коэффициент перегрузки k=3.
Тогда MU MAX = k∙MU = 3∙38134,6 = 114403,8 Н∙мм.
TMAX = k∙TI = 3∙28,1∙103 = 84,3∙103 Н∙мм.
FX MAX = 3∙FX = 3∙215,2 = 645,6 Н.
Запас прочности по пределу текучести.
> [nτ]
-
запас прочности по пределу текучести достаточен.
6. Расчёт тихоходного вала III.
6.1. Проверочный расчёт на выносливость.
6.1.1. Реакции в опорах, эпюры, изгибающие и вращающие моменты.
Проекции сил на горизонтальную плоскость.
Fr2
∑MCГ = 0;
Fr2∙50 - RDГ∙110 – FX2∙dm1/2-Fм∙180 = 0;
dm2=77 мм;
FX2 = 309,5 Н;
Fr2 = 215,2 Н;
RDГ= 1095,7 Н
∑MDГ = 0;
–RCГ∙110 + Fr2∙160 – FX2∙dm1/2+ Fм∙70= 0;
RCГ= 634,9 Н
Проверка:
ΣX=0
- RDГ + RCГ- Fr2 + Fм = 0
-1095,7+634,9-215,2+676=0
Проекции сил на вертикальную плоскость.
∑MCB=0;
Ft2∙50 - RDВ∙110 = 0;
∑MDВ=0;
Ft∙160 – RCВ∙110 = 0;
Проверка:
-RCВ + RDВ + Ft2 = 1048,5-1525,1+476,6 = 0.
Реакции в опорах.
Изгибающий момент в сечении
6.1.2. Действующие напряжения и запасы выносливости.
По таблице назначаем материал вала: Сталь 40Х, улучшение до твёрдости 269…302 НВ,
σв = 730 МПа,
σТ = 500 МПа,
τТ = 280 МПа,
σ–1 = (0,4…0,5)·σв => σ–1 = 320 МПа
τ–1 = (0,2…0,3)· σв => τ–1 = 150 МПа
Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла.
ψσ = 0,1
ψτ = 0,05
Опасное сечение Т и М => более нагружено сечение С.
По таблице:
σ–1 = 320 МПа - предел усталости;
КF = 1,10 - фактор шероховатости поверхности;
КV = 1 - коэффициент влияния упрочнения;
Отношения для валов с насаженными деталями
Фактор шероховатости поверхности КF=1,25
Моменты сопротивления поперечного сечения вала со шпоночным пазом, размеры которого:
b x t1 = 8 x 5,5 для Ǿ35
Коэффициент влияния упрочнения
Ку = 1
Приведенные коэффициенты концентрации
Амплитудные и средние значения напряжения:
-средне
Коэффициент динамичности нагрузки:
- касательное
Частные запасы по σ и τ:
Запас выносливости.
> [1,5…1,8] => выносливость обеспечена.
6.2 Проверочный расчёт на статическую прочность.
Коэффициент перегрузки k=3.
Тогда MU MAX = k∙MU = 3∙52438,7= 157316,1 Н∙мм.
TMAX = k∙TI = 3∙80,2∙103 = 114,9∙103 Н∙м.
FX MAX = 3∙FX = 3∙309,5 = 928,5 Н.
Запас прочности по пределу текучести.
> [nT]
-
запас прочности по пределу текучести достаточен.
Документ скачан с сайта http://www.sscdimon.nm.ru/obuch Официальным раздаточным материалом не является. Если у Вас есть свой материал, намыльте его сюда: sscdimon@mail.ru |