17.2.5 Определение запаса прочности валов
Расчет валов облегчается, когда все данные сводятся в таблицу 17.2. При этом многочисленные коэффициенты и результаты вычислений наглядно воспринимаются и легко сравниваются.
Таблица 17.2 – Исходные, справочные данные и результаты расчета коническо-цилиндрического редуктора на прочность валов
|
Параметр |
Вал | ||||
|
ведущий I |
промежуточный II |
ведомый III | |||
|
Диаметр вала, мм, в опасном сечении | |||||
|
dI = 25 |
dII = 40 |
dIII = 50 | |||
|
Материал вала |
Сталь 40 |
Сталь 45 |
Сталь 45 | ||
|
σв, МПа |
930 |
780 |
780 | ||
|
σ-1 = 0,4…0,5 σв, МПа |
465 |
390 |
390 | ||
|
τ-1 = 0,3σв, МПа |
279 |
234 |
0,2 σв=156 | ||
|
Ми, Н∙м |
84,9 |
191,4 |
150 | ||
|
Wос = 0,1d3, 10-6 м3 |
1,5 |
6,4 |
12,5 | ||
|
σа = Ми/Wос, МПа |
56,6 |
29,9 |
12 | ||
|
σm, МПа |
0 |
0 |
0 | ||
|
Т, Н∙м |
59,2 |
100,6 |
301,8 | ||
|
Wp = 0,2d3, 10-6 м3 |
3,0 |
12,8 |
25,0 | ||
|
τа = τm = 0,5Т / Wp, МПа |
9,9 |
3,9 |
6,0 | ||
|
К Кτ |
(см. таблицу 6.3) |
3,5 |
2,5 |
2,5 | |
|
2,1 |
1,8 |
1,8 | |||
|
Кd КF |
(см. рисунок 6.29) (см. рисунок 6.30) |
0,9 |
0,78 |
0,73 | |
|
0,88 |
0,92 |
0,92 | |||
|
τ |
(см. разд. 6.5) |
0,15 |
0,1 |
0,1 | |
|
0,1 |
0,05 |
0,05 | |||
|
|
1,86 |
3,74 |
8,7 | ||
|
|
10,24 |
23,5 |
9,5 | ||
|
[30, с. 299] |
1,83 |
4,16 |
6,4 | ||
|
s = 1,5…2,5 [32, с. 327] s = 2,5…3 [36, с. 297] |
Условие прочности выполняется |
Так как sI и sII больше s = 1,5, то уменьшаем dII и dIII | |||
|
|
|
|
|
| |
|
σ-1 = 0,4σв, МПа |
|
312 |
312 |
312 | |
|
Woc = 0,1d3, 10-6 м3 |
|
4,3 |
9,1 |
6,4 | |
|
Wp = 0,2d3, 10-6 м3 |
|
8,6 |
18,2 |
12,8 | |
|
σа = Ми / Wос, МПа |
|
44,5 |
16,48 |
23,43 | |
|
τа = τm = 0,5Т / Wp, МПа |
|
5,85 |
8,3 |
11,78 | |
|
Kd |
|
0,8 |
0,75 |
0,78 | |
|
sσ |
|
2,06 |
5,22 |
3,82 | |
|
sτ |
|
16,02 |
7,06 |
5,17 | |
|
s |
|
2,04 |
4,2 |
3,0 | |
|
|
|
|
|
| |
|
Условие прочности |
|
выполняется |
не вы-полняется |
выпол-няется | |
σ
σ
=
35
=
45
=
40
=
35
=
45
=
40Вал I(dI = 25 мм):
(условие выполняется).
Вал II(dII = 40 мм):
(условие не выполняется).
Вал III(dIII = 50 мм):
(условие не выполняется).
Из-за большого запаса
усталостной прочности sуIIиIIIвалов конструктивно уменьшаем их
диаметры:
,
.
Вал II(
):
(условие прочности выполняется).
Вал III(
):
(условие прочности не выполняется).
Вал III(
):
(условие прочности выполняется).