Перевірочний розрахунок валів

Ведучий вал.

Для матеріалу вала сталі 40Х механічні характеристики:

s_В =900МПа, s_-1=410 МПа; t_-1=240 МПа [табл.9.1.].

Таблица 9.1.

Марки стали	Диаметр заготовки, мм не более	Твёрдость HB не ниже	Механические характеристики, МПа
σB	σ-1	τ-1
Сталь 45	Любой	200	560	250	150
80	270	900	380	230
Сталь 40Х	Любой	200	730	320	200
120	270	900	410	240

Визначаємо розмір згинаючих моментів у характерних перерізах (точка) А, В, С:

у площині yOz:

M_a=M_в=0;

М_хс^лев=-R_ya· l ₁=-540,5· 0,047=-25,4 Н· м;

M_xc^пр=-R_yв· l ₁=-389,5· 0,047=-18,3 Н· м.

у площині хОz:

М_уа=М_ув=0;

М_yc=R_xa· l₁=1264,8· 0,047=59,4 H· м.

Крутний момент:

М_к1=52,88 Н∙м.

Перевіряємо на втомленість переріз В-В. Концентрація напружень обумовлена наявністю шпонкового пазу.

Визначаємо дотичні напруження, які змінюються за симетричним циклом, при якому t_а рівняється половині розрахункових напружень крутіння t_к:

t_а=0,5∙t_к= ;

де W_рнетто - полярний момент інерції опору переріза вала.

W_рнетто=0,2·d³- ;

де d=d_в1=30 мм – діаметр вала у перерізі В-В;

b₁=8; t₁=4 мм – параметри шпонкового пазу.

W_{р нетто}= мм³

t_a= Н/мм²

Визначаємо коефіцієнт концентрації дотичних напружень для перерізу В-В:

(К_t)_D=

де: K_t=1,45 ефективний коефіцієнт концентрації напружень [табл.9.2.];

Таблиця 9.2.

σВ	кσ при выполнении паза фрезой	кτ
концевой	дисковой
500	1,6	1,4	1,4
700	1,9	1,55	1,7
900	2,15	1,7	2,05
1200	2,5	1,9	2,4

K_d=0,77 коефіцієнт впливу абсолютних розмірів в перерізу [табл.9.3.].

Таблица 9.3.

Напряжённое состояние и материал	Значение кd при диаметре вала d, мм
30	40	50	70	100
Изгиб для углеродистой стали	0,88	0,85	0,81	0,76	0,71
Изгиб для высокопрочной легированной стали и кручение для всех сталей	0,77	0,73	0,70	0,67	0,62

K_f=1,15 коефіцієнт впливу шорсткості [табл.9.4.].

Таблиця 9.4.

Среднее арифметическое отклонение профиля Rа, мкм	кF при σВ
500	700	900	1200
0,4…0,1	1,0	1,0	1,0	1,0
3,2…0,8	1,05	1,10	1,15	1,25

(К_t)_D=

Визначаємо границю витривалості у розрахунковому перерізі:

(t_-1)_D= Н/мм.

Визначаємо коефіцієнт запасу міцності у перерізі А-А:

S=S_t= >[S]=2,5.

Перевіряємо міцність вала в перерізі К-К.

Концентрація напруження обумовлена насадженням підшипника з натягом. Діаметр вала в перерізі d=d_n1=35 мм.

W_рнетто=0,2· d³=0,2· 35³=8575 мм³;

t_a= H/мм².

В

К

Мал. 9.1. Схема навантаження ведучого валу

			XA

X_B

Y_B

		Ft1
		Епюра МХ, Н*м

+ -  

12 Н·м

-

52.8  

+

1 см

1 см

25 Н·м

30 Н·м

+ -  

+ -  

Епюра М_К, Н·м

Епюра М_у, Н*м

21.66

18.3

Так, як =2,6 [табл.9.5.].;

Таблица 9.5.

Диаметр вала d,мм	кσ/кd при σв	кτ/кd при σв
500	700	900	1200	500	700	900	1200
30	2,5	3,0	3,5	4,25	1,9	2,2	2,5	2,95
50	3,05	3,65	4,3	5,2	2,25	2,6	3,0	3,5
100 и более	3,3	3,95	4,6	5,6	2,4	2,8	3,2	3,8

K_F=1,0 /1 [табл.9.4.], тоді:

(К_t)_д= К_d + К_F –1=2,6+1-1=2,6;

(t_-1)_д= Н/мм²;

S=S_t= >[S]=2,5.

Міцність вала забезпечена.

Дата добавления: 2015-07-13