10. Проверочный расчет валов
10.1 Расчет входного вала
Материал вала сталь 40Х
Определяем реакции в опорах в горизонтальной плоскости
Определяем реакции в опорах в вертикальной плоскости
Диаметр под шестерней d=36мм.
Эквивалентный момент под опорой "B"
Диаметр вала в сечении под шестерней
Здесь
=40…80
МПа из стр. 384[5].
Вывод:
работоспособность вала в наиболее
нагруженном сечении обеспечивается,
так как диаметр вала в этом сечении
соответствует
,(
.
6.1.2 Проверочный (уточненный) расчет входного вала.
Вал
проектируется в конструктивном исполнении
с шестерней и следовательно материал
Сталь 45Х, для которого из табл. 7.1.[6]
,
,
,
коэффициенты
и
.
Анализ
эпюр на рис. 8.1 ПЗ показывает необходимость
проверки вала в сечении под опорой ''В''
(имеется
и
).
Концентратором напряжений выступает
посадка внутреннего кольца подшипника
с натягом.
- напряжения в этом сечении
здесь
и
- моменты сопротивления изгибу и кручению
сечения вала.
и
- значения моментов изгиба и кручения
в сечении вала (см. рис. 9.1.1)
d – диаметр вала ведущего под подшипниками.
- коэффициенты запаса сопротивления усталости
и
,
где
-
и
- пределы выносливости гладких стандартных
цилиндрических образцов при симметричном
цикле изгиба (при котором среднее
напряжение
,
а амплитуда нагружений
) и отнулевом цикле кручения (при этом
).
и
– коэффициенты, характеризующие
чувствительность материала к асимметрии
цикла напряжений (для Стали 45Х
и
,
табл. 7.1 [6]).
и
- коэффициенты снижения пределов
выносливости.
и
,
здесь
и
- эффективные коэффициенты напряжений
для данного сечения вала в зависимости
от его формы.
-
коэффициент влияния абсолютных размеров
поперечного сечения.
Для валов в местах установки деталей по табл. 8.20 [6]);
и
.
-
коэффициент влияния шероховатости
поверхности (
,
стр. 309 [6]);
-
коэффициент влияния поверхностного
упрочнения, для неупрочненных поверхностей
(стр. 309 [6]).
Тогда
;
.
,
.
- общий запас сопротивления усталости
,
что > [S]=1,5…2,5
Вывод: концентрация напряжений в сечении вала под шестерней не оказывает особого влияния на усталостные разрушения в этом месте при и материале Сталь 45Х.
10.2 Расчет выходного вала
Материал вала сталь 40Х
Определяем реакции в опорах в горизонтальной плоскости
Определяем реакции в опорах в вертикальной плоскости
Диаметр под колесом d=48мм
здесь и - моменты сопротивления изгибу и кручению сечения вала.
и - значения моментов изгиба и кручения в сечении вала (см. рис. 9.1.1)
d – диаметр вала ведущего под подшипниками.
- коэффициенты запаса сопротивления усталости
и ,
где - и - пределы выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле изгиба (при котором среднее напряжение , а амплитуда нагружений ) и отнулевом цикле кручения (при этом ).
и – коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла напряжений (для Стали 45Х и , табл. 7.1 [6]).
и - коэффициенты снижения пределов выносливости.
и ,
здесь и - эффективные коэффициенты напряжений для данного сечения вала в зависимости от его формы.
- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения.
Для валов в местах установки деталей по табл. 8.20 [6]);
и .
- коэффициент влияния шероховатости поверхности ( , стр. 309 [6]);
- коэффициент влияния поверхностного упрочнения, для неупрочненных поверхностей (стр. 309 [6]).
Тогда
; .
,
.
- общий запас сопротивления усталости
,
что > [S]=1,5…2,5
Вывод:
концентрация напряжений в сечении вала
под шестерней не оказывает особого
влияния на усталостные разрушения в
этом месте при
и материале Сталь 45Х.