Привод ленточного транспортера 2 Кинематические и (стр. 5 из 7)
Статическая прочность вала в выбранном сечении обеспечена.
Рассчитаем статическую прочность тихоходного вала в сечении I.
Наибольшее значение изгибающего моментов
Наибольшее значение перерезывающей силы
Эффективный диаметр для вала со шпоночной канавкой, глубиной t = 6 мм
Момент сопротивления при изгибе
Момент сопротивления при кручении
Площадь сечения
Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям
Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести при совместном действии нормальных и касательных напряжений
Статическая прочность вала в выбранном сечении обеспечена.
Расчет приводного вала на статическую прочность. Расчетная схема и эпюры приведена в Приложении 3. На основании эпюр моментов предположительно опасными являются сечения 1.
| Материал вала – сталь 45. | ||
| Предел прочности, МПа | sв | 780 |
| Предел текучести, МПа | sT | 540 |
| Предел текучести, МПа | tT | 290 |
Рассчитаем статическую прочность тихоходного вала на в сечении 1
Наибольшее значение изгибающего моментов
Наибольшее значение перерезывающей силы
Диаметр вала в сечении 1
Момент сопротивления при изгибе
Момент сопротивления при кручении
Площадь сечения
Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям
Статическая прочность вала в выбранном сечении обеспечена.
2.8.2 Расчет валов на выносливость
Расчет валов на статическую прочность ведут по наибольшей длительно действующей нагрузке с учетом режима нагружения. За наибольшую длительно действующую нагрузку принимают нагрузку, повторяемость которой за время работы составляет не менее 103 циклов. В нескольких сечениях вала, выбираемых с учетом концентраторов и эпюр моментов, определяют коэффициент запаса прочности на выносливость и сравнивают его с допускаемым:
Расчет приводного вала на выносливость
Наиболее нагруженным валом является приводной. Наиболее опасным является сечение I.
Пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения
Амплитудные и средние значения нормальных и касательных напряжений определяют по зависимостям
Изгибающий момент
где Mx и My –изгибающие моменты во взаимно перпендикулярных плоскостях.
Влиянием осевых и перерезывающих сил на напряжение обычно пренебрегают. Для вала, вращающегося относительно вектора нагрузок, коэффициент асимметрии цикла изменения нормальных напряжений назначают
Для валов реверсируемых передач
При эквивалентном числе циклов изменения напряжений изгиба или кручения больше базового N0 = 4∙106 (NEs> N0 и NEt> N0) принимают
Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла
Коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределу выносливости деталей находят по формулам:
где эффективные коэффициенты напряжений
коэффициенты влияния абсолютных размеров
коэффициенты, учитывающие шероховатость поверхности
Упрочняющая обработка
Усталостная прочность вала обеспечивается.
2.9 Расчет шпоночных соединений
Шпоночное соединение относится к классу ненапряженных соединений. Наиболее распространены призматические шпонки, размеры сечений которых, выбирают в зависимости от диаметра вала d. Материал шпонок сталь 45 или Ст6 с пределом текучести sB = 590÷750 МПа. Такие соединения в сравнении с напряженными более технологичны (легкий монтаж и демонтаж) и обеспечивают лучшее центрирование деталей. Длину призматических шпонок выбирают в соответствии с расчетом на смятие по боковым сторонам шпонки
где T-наибольший крутящий момент с учетом динамических нагрузок при пуске или внезапном торможении, Н∙м; h – высота шпонки: t1 – заглубление шпонки в вал, t1≈ 0.6 h, мм.
Рабочая длина шпонки lp равна длине l призматической шпонки с плоскими торцами. При скругленных торцах
где, b – ширина шпонки.Допускаемые напряжения для шпонки назначают в зависимости от предела текучести sT материала шпонки или сопряженных деталей, если их прочность ниже прочности шпонки:
При нереверсивной нагрузке с частыми пусками и остановами [s] = 2.9÷3.5. При реверсивной нагрузке указанные значения [s] повышают на 30%.
Для установки шпонки в паз вала рекомендуют переходную посадку P9/h9, а в паз отверстия H9/h9 или Js9/h9 – посадки с зазором. Сборка соединения без смятия рабочих поверхностей возможна, если перекос шпонки DП относительно пазов ступицы и вала на длине соединения lp не превышает величину зазора в сопряжении. Относительный поворот
ступицы и вала компенсирует смещение Dс шпоночного паза относительно осей отверстия и вала, но приводит к несовпадению рабочих поверхностей. Для снижения неравномерностей распределения напряжений по длине и высоте шпонки, а также свободной сборки соединения устанавливают допуск на перекос dП ≤ 0.5dШ и на смещение dС ≤ 2dШ, где dШ – допуск на ширину шпоночного паза.