Определим величину изгибающих моментов в характерных сечениях А, B, С, D.

В горизонтальной плоскости.

слева: M_Dy = 0;

M_Сy = -R_Dx·½l_б = Н·м;

M_By = -R_Dx·l_б + F_t·½l_б= Н·м;

M_Аy = 0;

Проверка:

справа: M_By = – F_м·l_м = Н·м;

В вертикальной плоскости.

слева: M_Dx = 0;

M_Cx1 = R_Dy·½l_б = Н·м;

M_Cx2 = R_Dy·½l_б + F_а·½d₁ = Н·м;

справа: M_Ax = 0;

M_Bx = 0 Н·м;

Проверка:

справа: M_Сx = ½R_By·l_б = Н·м.

Крутящий момент в сечениях вала.

Строим эпюру крутящих моментов.

Определение опасного сечения

Как видно из эпюр изгибающих моментов опасным сечением вала является сечение С. Определяем суммарный изгибающий момент в сечении С.

Осевой момент сопротивления сечения С.

9.1.7 Полярный момент сопротивления сечения С.

Амплитуда симметричного цикла по изгибу.

9.1.9 Амплитуда касательных напряжений:

Среднее напряжение цикла при изгибе

s_m = 0,1, t_m = t_a = Н/мм².

Принимаем коэффициенты

- концентрации напряжений: K_s = 1,9; K_t = 1,6;

- масштабных факторов: Е_s = 0,85; Е_t = 0,73;

- коэффициенты, учитывающие влияние среднего напряжения цикла на усталостную прочность: y_s = 0,1, y_t= 0,5.

Определяем коэффициенты запаса прочности вала в сечении С по напряжениям изгиба

Определяем коэффициенты запаса прочности вала в сечении С по напряжениям кручения

9.1.14 Расчетный коэффициент запаса прочности :

s > [s] = 1,5.

Сопротивление усталости обеспечивается.

9.2 Промежуточный вал.

Выбор материала вала

Для изготовления быстроходного вала выбрали материал сталь 40Х, твердость не менее 200НВ; s_-1 = 320 МПа и t_-1 = 200МПа – пределы выносливости при симметричном цикле изгиба и кручения.

Строим расчетную схему вала.

Из предыдущих разделов имеем

Силы в цилиндрическом зацеплении быстроходной ступени: F_t2 = Н, F_r2 = Н. F_a2 = Н.

Силы в цилиндрическом зацеплении тихоходной ступени: F_t1 = Н, F_r1 = Н. F_a1= Н.

Реакции: R_Dy = Н, R_Ay = Н, .

Расстояния: l₁ = мм, l₂ = мм, l₃ = мм

Определим величину изгибающих моментов в характерных сечениях А, B, С, D.

В горизонтальной плоскости.

слева: M_Dy = 0;

M_Сy = -R_Dx·l₁ = Н·м;

M_By = -R_Dx·(l₁+l₂)+F_t1·l₂= Н·м;

M_Аy = 0;

Проверка:

справа: M_By = -R_Ax·l₃= Н·м;

В вертикальной плоскости.

слева: M_Dx = 0;

M_Cx1 = R_Dy·l₁ = Н·м;

M_Cx2 = R_Dy·l₁ + F_а1·½d₁ = Н·м;

M_Bx1 = R_Dy·(l₁+l₂) + F_а1·½d₁ – F_r1·l₂ =

= Н·м;

M_Bx2 = R_Dy·(l₁+l₂) + F_а1·½d₁ – F_r1·l₂ +F_а2·½d₂ =

= Н·м;

справа: M_Ax = 0;

Проверка:

справа: M_Bx = R_Ay·l₃ = Н·м;

Крутящий момент в сечениях вала.

Строим эпюру крутящих моментов.

Определение опасного сечения

Как видно из эпюр изгибающих моментов опасным сечением вала является сечение С. Определяем суммарный изгибающий момент в сечении С.

Осевой момент сопротивления сечения С.

9.2.7 Полярный момент сопротивления сечения С.

Амплитуда симметричного цикла по изгибу.

9.2.9 Амплитуда касательных напряжений:

Среднее напряжение цикла при изгибе

s_m = 0, t_m = t_a = Н/мм².

Принимаем коэффициенты

- концентрации напряжений: K_s = 1,9; K_t = 1,6;

- масштабных факторов: Е_s = 0,785; Е_t = 0,685;

- коэффициенты, учитывающие влияние среднего напряжения цикла на усталостную прочность: y_s = 0,1, y_t= 0,5.

Определяем коэффициенты запаса прочности вала в сечении С по напряжениям изгиба

Определяем коэффициенты запаса прочности вала в сечении С по напряжениям кручения

9.2.14 Расчетный коэффициент запаса прочности :

s > [s] = 1,5.

Сопротивление усталости обеспечивается.

Тихоходный вал

9.3.1 Выбор материала вала

Для изготовления тихоходного вала выбрали материал сталь 40Х, твердость не менее 200НВ; s_-1 = 320 МПа и t_-1 = 200МПа – пределы выносливости при симметричном цикле изгиба и кручения.

Строим расчетную схему вала.

Из предыдущих разделов имеем

Силы в цилиндрическом зацеплении: F_t2= Н; F_r2= Н; F_a2= Н.

Консольная нагрузка от цепной передачи F_ц= Н. Проекции на оси соответственно: F_цy=F_цsin30°= Н; F_цx=F_цcos30°= Н;

Реакции: R_Ey = Н, R_Gy = Н, R_Ex = Н, R_Gx = Н.

Расстояния: l_ц = мм, l_б = мм.

Определим величину изгибающих моментов в характерных сечениях E, F, G, H.

В горизонтальной плоскости.

M_Hy = 0;

M_Gy = -F_цx·l_ц = Н·м;

M_Fy = -F_цx·(l_ц+½l_б)+R_Gx·½l_б= Н·м;

M_Ey = 0;

Проверка:

M_Fy = - R_Ex·½l_б = Н·м;

В вертикальной плоскости.

M_Hx = 0;

M_Gx = F_цy·l_ц = Н·м;

M_Fx1 = F_цy·(l_ц+½l_б)–R_Gy·½l_б = Н·м;

M_Fx2 = F_цy·(l_ц+½l_б)–R_Gy·½l_б+F_a2·½d₂ =

= Н·м;

M_Ex = 0;

Проверка:

M_Fx = R_Ey·½l_б = Н·м;

Крутящий момент в сечениях вала.

Строим эпюру крутящих моментов.

Определение опасного сечения

Как видно из эпюр изгибающих моментов опасным сечением вала является сечение F. Определяем суммарный изгибающий момент в сечении F.

Осевой момент сопротивления сечения F.

9.3.7 Полярный момент сопротивления сечения F.

 

12345

---

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:

©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.