12.5.2. Расчет коэффициента запаса прочности по касательным напряжениям n

Расчет будем производить по формуле (8.19) источник №1, стр. 164:

Ведомый вал редуктора будет изготовлен из стали марки Сталь 45.

1) Предел выносливости при симметричном цикле кручения будет равен _-1 = 0,58_-1 (источник №1, стр. 162); а _-1 для этого материала будет равен 335,4 МПа, см. выше.

Тогда _-1 = 0,58_-1 = 0,58·399,9 = 231,94 МПа.

2) k_ - эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений – будем вычислять по таблице 8.2. (источник №1, стр. 163), зная, что в опасном сечении находится галтель.

В нашем случае r = 2 мм; d = 38мм; D = 43мм;

Тогда для требуемого вала при s_В= 730 МПа получим: D/d = 1,13 r/d = 0,052

k_ = 1,74

3) _ – масштабный фактор для касательных напряжений - будем вычислять по таблице 8.8. (источник №1, стр. 166) для d вала 40мм по методу наименьших квадратов.

Тогда для вала из стали марки Сталь 45, диаметром вала в 40м, _ = 0,73

4)  - коэффициент, учитывающий шероховатости поверхности, возьмем равным 0,9 – см. источник №1, стр. 162.

5) _V ,_m – амплитуда цикла касательных напряжений и среднее напряжение цикла касательных напряжений в рассматриваемом сечении, определенные из того предположения, что вследствие колебания крутящего момента напряжения будут изменяться по отнулевому циклу – вычислим, взяв из таблицы 4 пояснительной записки крутящий момент в опасном сечении. Вычислим напряжение:

7) Коэффициент _ = 0,1 для стали марки Сталь 45

Итак,

касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу:

12.5.3. Расчет коэффициента запаса прочности n.

Итак, формула (8.17) источник №1, стр. 162 имеет вид

Подставим полученные значения:

Итак n > [n = 2,5]

Вывод: вал спроектирован с перерасходом материала т.к. n>4

13. Основные узлы аппарата.

Исходные данные:

Предельное напряжение = 80 МПа;

Давление внутри аппарата р = 0,4 Н/мм²;

Внутренний диаметр аппарата D_в = 1200 мм;

= 8 мм.

Цель расчета:

1. Подбор и назначение сальникового уплотнения.

2. Подбор и назначение концевой опоры.

13.1. Подбор и назначение сальникового уплотнения.

Торцовые уплотнения являются совершенными конструкциями уплотняющих устройств вращающихся валов. Они не требуют постоянного обслуживания. Отличаются большой износоустойчивостью и обладают высокой герметичностью. Торцовые уплотнения позволяют практически полностью предотвратить утечку агрессивной среды или попадание воздуха в полость аппарата в месте выхода из него вала при небольшом износе трущихся деталей.

Сальниковые и торцевые уплотнения. Вращающийся вал вводится в аппарат через сальник или торцовое уплотнение. Главными деталями сальника являются корпус, нажимная втулка и втулка. В нижней части набивка опирается на грунд-буксу, которую обычно изготовляют из бронзы, чтобы вал при соприкосновении с более мягким металлом меньше изнашивался. Пооверхности нажимной втулки и грунд-буксы, соприкасающиеся с набивкой, обрабатывают по конусу, чтобы при нажатии на втулку появлялась сила, прижимающая набивку к валу. В качестве набивок широко используют промасленные асбестовые или хлопчатобумажные шнуры.

d	d1	Dф	Dб	D	H	b	h	h1	h2	hk	R	R1	R2	R3
40	60	185	150	128	166	15	18	13	52	20	45	15	32	37