9. Перевірочний розрахунок веденого вала
9.1.Призначення матеріалу вала.
Призначаємо матеріал валу: сталь 45 нормалізована.
Границя міцності
МПа,
НВ190.
Границя
витривалості: Згину:
МПа
Кручення:
МПа
Припускаємо що нормальні напруження від згину змінюються по симетричному циклу, а від кручення по пульсивуючому циклу
9.2 Із попередніх розрахунків:
Хс=2478 H; Хd=1047,7 Н; FМ=2660 Н; Rck=4818 Н; Rdk=2158 Н; ус=495,9 Н;
уd= 883,2 Н; a2= 63 мм; c2=149 мм; l2=172 мм; dn2= 60 мм. dk2= 55 мм, d2=266 мм,
Т3 = 452,8 Н м.
9.3 Складаємо розрахункову схему навантаження вала
Визначаємо згинальні моменти в горизонтальній площині XZ від сили Ft будуємо епюру Му
У вертикальній площині XZвід сили F і будуємо епюру Мх
Від консольної сили Fm визначаємо згинальні моменти і будуємо епюру
Будуємо епюру крутного моменту Т3=452,8 Нм
У відповідності з епюрами згинальних і крутних моментів і наявність напруження встановлюємо небезпечні перерізи вала, які підлягають перевірочному розрахунку.
Такими перерізами будуть перерізи під серединою зубчастого колеса та підшипником.
9.4.Переріз
А-А під серединою зубчастого колеса.
9.4.1. Концентрація напружень з’являється в шпонковому пазі. Сумарний згинальний момент:
МА-А=
Нм
Від дій сил в зачепленні зубчастої передачі
Осьовий
момент опору вала з урахуванням шпоночного
пазу.
Для вала з зубчастим колесом dK2=60мм за ГОСТ 23360-78 табл. 8.9.[5] ширина шпонкового пазу в=18мм, глибина пазу в вал t1=7,0мм.
Полярний момент опору перерізу вала з урахуванням шпонкового паза
9.4.2 Амплітуда нормальних напружень вважаємо, що нормальні напруження згину змінюються по симетричному циклу:
9.4.3 Амплітуда нормальних напружень що змінюються по пульсуючому циклу:
9.4.4 Концентрація напружень обумовлена шпоночним пазом і встановленням зубчастого колеса на вал з натягом. При знаходженні на валу двох концентрацій напружень окремої за розрахункові приймаються ті коефіцієнти які мають вільні значення. Коефіцієнт зниження границі витривалості розраховуємо за формулами:
де Кσ
і
К
-
ефективні коефіцієнти напружень з
урахуванням шпонкового пазу, знаходимо
за табл. 8.5.[5]
для сталі при GB=570МПа;
К
=1,5;
Кσ
=1,6.
КF – коефіцієнт впливу шорсткості поверхні, за табл. 7.11.[5] приймаємо КF =1.1.
Від
установки колеса на валу з натягом
коефіцієнт зниження межі витривалості
в місцях запресовки колеса на вал
знаходимо по відношенню.
За
табл. 7.16.[5]
при dk2=60
мм,
σB=570МПа
приймаємо:
=4,35+1,1-1=4,45
=3,01
+1,1-1=3,11
В
подальших розрахунках використовуємо
=4,45;
=3,11.
9.4.5 Визначаємо коефіцієнт запасу витривалості по нормальним і дотичним напруженням.
9.4.6 Знаходимо коефіцієнт запасу витривалості перерізу А-А :
=1,5
Умова виконується.
9.5.Переріз Б-Б під серединою підшипника опори С
9.5.1. Концентрація напружень обумовлена посадкою внутрішнього кінця підшипника на валу з натягом. В перерізі є Мзг - згинальний момент і крутний момент Т3=452,8 Нм,
9.5.2. Осьовий момент опору перерізу вала:
9.5.3.Полярний момент опору перерізу вала:
9.5.4. Амплітуда дотичних напружень циклу:
9.5.5. Амплітуда нормальних напружень циклу:
