Находим осевые составляющие реакций.

S_E=0,83×e×R_E=

S_G=0,83×e×R_G=

Т.к. S_E< S_G и R_a= Н > 0 Н, то

F_aE = S_E = ; F_aG = R_a+S_E =

При , принимаем X= ; Y= .

При , принимаем X= ; Y= .

Определяем эквивалентную нагрузку.

Опора E: R_E = Н.

Опора G: R_G = Н.

Расчетная долговечность в часах для более нагруженной опоры G.

Полученный вариант устраивает.

Быстроходный вал.

Проверочный расчет проводится для проверки прочности в опасном сечении в зависимости от направления и величины действующих на него нагрузок. Напряжение изгиба изменяется по симметричному циклу, а касательные напряжения кручения по пульсирующему.

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 зацеплении: F_t = Н, F_r = Н. F_a= Н.

Консольная сила от муфты: F_м= Н.

Реакции: R_Dy = Н, R_By = Н, .

Расстояния: l_б = мм, l_м = мм

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.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: