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.