1. Проверяем на смятие шпонку на тихоходном валу под колесом
а) =7882 Н
б) =(0.94*h-t1)*lp=(0.94*9-5.5)*22=65.12 мм, где lp=l-b=36-14=22 мм; l=36 мм, b=14 мм, h=9 мм, t1=5.5 мм.
в)
Н/мм2<
=110..190
H/мм2
2. Проверяем на смятие шпонку на тихоходном валу под элементом открытой передачи
а) =7882 Н
б) =(0.94*h-t1)*lp=(0.94*9-5.5)*22=65.12 мм, где lp=l-b=36-14=22 мм; l=36 мм, b=14 мм, h=9 мм, t1=5.5 мм.
в) Н/мм2< =110…190 H/мм2
3. Проверяем на смятие шпонку на быстроходном валу под элементом открытой передачи
а) =7882 Н
б) =(0.94*h-t1)*lp=(0.94*9-5.5)*22=65.12 мм, где lp=l-b=36-14=22 мм; l=36 мм, b=14 мм, h=9 мм, t1=5.5 мм.
в) Н/мм2< =110…190 H/мм2
13. Проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов
Винты
изготавливают из стали 30, 35, класса
точности 5.6 (первое число, умноженное
на 100, определяет предел прочности-
=500
Н/мм2;
произведение чисел, умноженное на 10,
определяет предел текучести-
=300
Н/мм2).
Стяжные
винты рассчитывают на прочность по
эквивалентным напряжениям на совместное
действие растяжения и кручения
,
Н/мм2:
=1.3*Fp/A≤[
],
Fp - расчетная сила затяжки винтов, обеспечивающая нераскрытие стыка под нагрузкой, H,
F
p=[Kз*(1-x)+x]*
Fв.
Здесь Fв=0.5*Ry-сила, воспринимаемая одним стяжным винтом, H, где Ry-большая из реакций в вертикальной плоскости опорах подшипников быстроходного или тихоходного вала. Kз- коэффициент затяжки, Kз=1.25…2-при постоянной нагрузке, Kз=2.5…4-при переменной; x-коэффициент основной нагрузки; x=0.2…0.3-для соединения стальных и чугунных деталей без прокладок, x=0.4…0.5-для металлических деталей с упругими прокладками (паронит, резина и т. д.)
A-площадь опасного сечения винта, мм2:
A=π*dp2/4,
где dp= d2-0.94*p-расчетный диаметр винта; d2-наружный диаметр винта; p-шаг резьбы.
[σ]-допускаемое напряжение при неконтролируемой затяжке, Н/мм2; для винтов (болтов) с наружным диаметром до 16 мм-[σ]=(0.2…0.25) ; от 16 до 30 мм-[σ]=(0.25…0.4) .
Если винты (болты) окажутся излишне прочными, уменьшать их диаметр не следует.
а) Fp=[Kз*(1-x)+x]* Fв=[1.7*(1-0.45)+0.45]*1350=1870 H
Fв=0.5*2700=1350 H
Kз=1.7
x=0.45
б) A=π*dp2/4=3.14*199.37/4=156.5 мм2
dp= d2-0.94*p=16-0.94*2=14.12 мм
в) =1.3*1870/156.5=15.5≤[ ],
где [σ]=(0.2…0.25) =0.2*300=60 H/мм2
14. Проверочный расчет валов
Цель работы - определить коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях вала и сравнить их с допускаемыми:
S≥[S]
При высокой достоверности расчета [S]=1.3…1.5;при менее точной расчетной схеме [S]=1.6…2.1.
а) Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу:
σа=σн=М*103/Wнетто, где W-суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении, Н*м; Wнетто-осевой момент сопротивления сечения вала, мм3.
Для быстроходного вала
σа=σн=204*103/70583.58=2.89
Wнетто=π*df13/32=3.14*89.63/32=70583.58
Для тихоходного вала
σа=σн=3350*103/15626=214.3
Wнетто=
б) Касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу, при котором амплитуда цикла τа=τк/2=Mк*103/2*Wpнетто, где Mк - крутящий момент, Н*м; Wpнетто-полярный момент инерции сопротивления сечения вала, мм3.
Для быстроходного вала
τа=τк/2=Mк*103/2*Wpнетто=1000*38115/(2*141167)=135
Wpнетто= π*df13/16=3.14*89.63/16=141167.16
Mк=38115
Для тихоходного вала
τа=τк/2=Mк*103/2*Wpнетто=1000*8948/(2*29815.8)=150.06
Wpнетто=
=0.2*543-14*5.5*(54-5.5)2/(2*54)=29815.8
Mк=8948
в) Коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений определяют по формулам:
Для быстроходного вала
=2.1-эффективный
коэффициент концентрации напряжений
=1.7-
эффективный коэффициент концентрации
напряжений
=0.67-коэффициент
влияния абсолютных размеров поперечного
сечения
=1-
коэффициент влияния шероховатости
=2.6-коэффициент
влияния поверхностного упрочнения
=
=
Для тихоходного вала
=2.15-эффективный коэффициент концентрации напряжений
=2.3- эффективный коэффициент концентрации напряжений
=0.7-коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения
=1- коэффициент влияния шероховатости
=2.6-коэффициент влияния поверхностного упрочнения
=
=
г) Определяем пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм2:
; 
,
где
и
=0.58*
-пределы
выносливости гладких образцов при
симметричном цикле изгиба и кручения,
Н/мм2.
Для быстроходного вала
=375/1.2=312.5
=217.5/0.97=224.2
Для тихоходного вала
=217.5/1.26=172.6
=375/1.18=317.7
д) Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
Sσ=
/
σа ; Sτ=
/
τа,
Для быстроходного вала
Sσ= / σа=312.5/2.89=108.1
Sτ= / τа=224.2/135=1.66
Для тихоходного вала
Sσ= / σа=317.7/44.3=7.17
Sτ= / τа=217.5/150=1.45
е) Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:
Для быстроходного вала
=
-при
менее точной расчетной схеме
Для тихоходного вала
=
-при
высокой достоверности расчета