УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ПРИВОДНОГО ВАЛА
Принимаем, что нормальное напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения по отнулевому.
Прочность вала считается обеспеченной при условии([11], 2.8)
, (8.1)
где - допускаемая величина коэффициента запаса прочности;
([4], с.162).
Коэффициент запаса прочности в опасном сечении определяется по формуле([11], 2.9)
; (8.2)
где - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям ([11], 2.10),
(8.3)
- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба;
= 0,43
- для углеродистых сталей;
- эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений;
- коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности;
- амплитуда цикла нормальных напряжений, равная наибольшему напряжению изгиба
в рассматриваемом сечении;
- среднее напряжение цикла нормальных напряжений;
- коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
(8.4)
- предел выносливости стали при симметричном цикле кручения;
.
Остальные обозначения в формуле (8.4) имеют тот же смысл, что и в формуле (8.3), с той лишь разнице, что они относятся к напряжениям кручения.
Определяем величины изгибающих моментов (рисунок 1.6, а).
Н
м;
Н
м;
Н
м;
Н
м;
Н
м;
Н
м;
Н
м;
= Н
м;
Определение величины изгибающих моментов (рисунок 1.6, б).
Н
мм;
Н
м;
Н
м;
Н
м;
Н
м;
Н
м;
Н
м;
;
Изгибающие моменты составят (рисунок 1.6, в)
Н
м;
Н
м;
Н
м;
Н
м;
Н
м;
Н
м;
Н
м;
Н
м;
Рассмотрим место установки барабана
Материал вала – сталь 45 улучшенная:
МПа;
Мпа;
Мпа;
Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки:
([4],табл. 8.5);
;
([4],табл. 8.8.);
;
([4],с.163, 166);
Момент сопротивления кручению ([4],табл. 8.5);
; (8.5)
мм3.
Момент сопротивления изгибу ([4],табл. 8.5);
; (8.6)
мм3.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений ([4],табл. 8.5);
; (8.7)
МПа.
Амплитуда нормальных напряжений изгиба ([4],табл. 8.5);
;
МПа;
; (8.8)
;
;
Условие прочности (77) выполняется.
Рассмотрим опору А.
Концентрация напряжений обусловлена посадкой внутреннего кольца подшипника с гарантированным натягом.
([4],табл. 8.7);
Принимаем ;
.
Осевой момент сопротивления ([4],табл. 8.5);
мм3. (8.9)
Амплитуда нормальных напряжений ([4],табл. 8.5);
;
МПа;
. (8.10)
Полярный момент сопротивления ([4],табл. 8.5);
;
мм3. (8.11)
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений ([4],табл. 8.5);
;
МПа; (8.12)
;
;
Условие прочности (8.1) выполняется.