Проектирование привода общего назначения (стр. 9 из 10)

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям определим по формуле (12.8):

(12.8)

где

- предел выносливости при симметричном цикле изгиба, =297MПа

- амплитуда нормальных напряжений, =13,7МПа.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям определим по формуле (12.9):

(12.9)

где

- предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений,

=172МПа;

- амплитуда цикла касательных напряжений, =5МПа;

- среднее напряжение цикла касательных напряжений, = =5МПа;

- коэффициент для углеродистых сталей, =0,1.

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения A-Aопределим по формуле (12.10):

(12.10)

где

- коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям, =6;

- коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям, =13

Сечение Б - Б (рисунок 5).

Концентрация напряжений обусловлена переходом от диаметра 55мм к диаметру 45мм.

При

=1,2; =0,03, коэффициенты концентрации напряжений в соответствии с таблицей 8.2. [1] равны =2,24, =1,49. Масштабные факторы в соответствии с таблицей 8.8. [1] равны

=0,82, =0,70.

Внутренние силовые факторы те же, что и для сечения A-A.

Осевой момент сопротивления сечения определим по формуле (12.4):

Амплитуду нормальных напряжений по формуле (12.5):

Полярный момент сопротивления по формуле (12.6):

Амплитуду и среднее напряжение цикла касательных напряжений (12.7):

Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям по формулам (12.8), (12.9):

Результирующий коэффициент запаса прочности сечения Б - Б по формуле (12.10):

Сечение B-B (рисунок 5).

Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. В соответствии с таблицей 8.5 [1]

=1,75; =1,60; масштабные факторы в соответствии с таблицей 8.8. [1]

равны

=0,81; =0,79. Диаметр вала в этом сечении равен 45мм.

Изгибающий момент тот же, что и в сечении A-A

=

Момент сопротивления нетто при изгибе, определим по формуле (12.11):

(12.11)

где

- диаметр выходного конца ведущего вала, =45мм;

b - ширина шпонки, b=14мм

- глубина паза вала, = 5,5мм

Амплитуду нормальных напряжений изгиба определим по формуле (12.12):

(12.12)

где

- изгибающий момент,

- момент сопротивления нетто при изгибе,

Момент сопротивления нетто при кручении определим по формуле (12.13):

(12.13)

где

- диаметр выходного конца ведущего вала, =45мм;

b - ширина шпонки, b=14мм

- глубина паза вала, = 5,5мм

Амплитуду и средние напряжения цикла касательных напряжений определим по формуле (12.14):

(12.14)

где

- вращающий момент на ведущем валу,

- момент сопротивления нетто при кручении, .

Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям определим по формулам (12.8), (12.9):

Результирующий коэффициент запаса прочности сечения В - В по формуле (12.10):

Сведём результаты проверки в таблицу 3.

Таблица 3 - Коэффициенты запаса прочности.

Сечение	А - А	Б - Б	В - В
Коэффицентзапасапрочности	5,4	3,8	4,1

Во всех сечениях

Условие прочности выполнено.

Ведомый вал:

Материал вала - сталь 45, термическая обработка - улучшенная. Расчет проведем аналогично расчету ведущего вала. В соответствии таблицей 3.3. [1] при диаметре заготовки более 120мм среднее значение

=690МПа.

Пределы выносливости

=297МПа, а

Сечение A-A (рисунок 5).

Диаметр выходного конца вала равен 65 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. В соответствии с таблицей 8.5. [1]

=1,75; =1,60;

масштабные факторы в соответствии с таблицей 8.8. [1] равны

=0,78; =0,64.

Момент сопротивления сечения нетто при кручении и изгибе при ширине шпонки b=18мм smm, глубине паза

равен:

Приняв у ведомого вала длину посадочной части под звездочку равной длине ступицы звездочки l=104мм, положим х=75мм получим изгибающий момент в сечении А - А от консольной нагрузки: