Привод к ленточному конвейеру для подачи формовочной земли в литейный цех (стр. 10 из 11)

- ε_σ = 0,76 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:

S_σ = 15,88,

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_τ = τ _{- 1} / ((k_τ / (ε_t×β)) ×τ_v + τ_t×τ_m), где:

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

τ_t = τ_m = τ_max / 2 = 0,5 × T_кр / W_{к нетто} = 6,455 МПа, здесь π× D³ b × T1× (D - T1)² = Wк нетто = 16 - 2 × D

= 3,14 × 63,0³- 18,0 × 7,0 × (63,0 - 7,0)² = 24100,307 мм₃

16 2 × 63,0

- φ_t = 0,1 - см. стр. 166[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_τ = 1,7 = 1,7 - находим по таблице 8,5[1];

- ε_τ = 0,65 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:

S_τ = 10,777,

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = √ SSσ×2 + S Sττ2 = √ 1515,88 ,88 + 10,777 × 10,777 = 19,192

σ

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5, Сечение проходит по прочности.

4 - E СЕЧЕНИE.

Диаметр вала в данном сечении D = 58,0 мм. Это сечение при передаче вращающего момента через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_τ = τ _{- 1} / ((k_τ / (ε_t×β)) ×τ_v + τ_t×τ_m), где:

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

τ_v = τ_m = τ_max / 2 = 0,5 × T_кр / W_{к нетто} = 8,706 МПа, здесь

π× D3 3,14 × 58,03

Wк нетто = - = 36072,359 мм3

16 16

где b = 16,0 мм - ширина шпоночного паза; T₁ = 6,0 мм - глубина шпоночного паза; - φ_t = 0,1 - см. стр. 166[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1]. - k_τ = 1,7 - находим по таблице 8,5[1];

- ε_τ = 0,65 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда: S_τ = 7,991,

ГОСТ 16162 - 78 указывает на то, чтобы конструкция редукторов предусматривала возможность восприятия консольной нагрузки, приложенной в середине посадочной части вала. Величина этой нагрузки для редукторов должна быть 2,5 × Т^1/2,

Приняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты l =

80 мм, получим М_изг = 2,5 × T_кр^1/2× 80 / 2 = 79251,31 Н×мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_σ = σ _{- 1} / ((k_σ / (σ_σ×β)) ×σ_v + φ_σ×σ_m), где: - амплитуда цикла нормальных напряжений: σv = M_изг / W_нетто = 4,685 МПа, здесь

b × T₁× (D -

W_нетто = π× D³- T₁)² =

32 2 × D

3,14 × 63,0³16,0 × 6,0 × (58,0 -

= - 6,0)² = 16917,283 мм³

32 2 × 58,0

где b = 16,0 мм - ширина шпоночного паза; T₁ = 6,0 мм - глубина шпоночного паза; - среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

σ_m = F_a / (π× D₂ / 4) = 0,0 МПа,

- φ_σ = 0,2 - см. стр. 164[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1]; - k_σ = 1,8 - находим по таблице 8,5[1]; - ε_σ = 0,76 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:

S_σ = 29,322,

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = Sσ× Sτ = 7,991 × 29,322 = 30,392

7,991 + 29,322

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5, Сечение проходит по прочности.

1 - E СЕЧЕНИE.

Диаметр вала в данном сечении D = 63,0 мм и d = 60,0 мм. Концентрация напряжений обусловлена галтелью (см. табл. 8,2[1]). Проверку будем проводить по 3 - му сечению, где наибольший изгибающий момент.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_σ = σ _{- 1} / ((k_σ / (σ_σ×β)) ×σ_v + φ_σ×σ_m), где: - амплитуда цикла нормальных напряжений:

σ_v = M_изг / W_нетто = 9,831 МПа, здесь

Wнетто = π× D3 3,14 × 60,0 3 3

- = 21205,75 мм

32 32

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

σ_m = F_a / (π× D₂ / 4) = 0,0 МПа,

- φ_σ = 0,2 - см. стр. 164[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- k_σ = 2,2

- ε_σ = 0,76 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:

S_σ = 11,432,

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_τ = τ _{- 1} / ((k_τ / (ε_t×β)) ×τ_v + τ_t×τ_m), где:

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла: σ_tv = τ_m = τ_max / 2 = 0,5 × T_кр / W_{к нетто} = 7,405 МПа, здесь

Wк нетто = π× D3 - 3,14 × 60,03 3

= 42411,501 мм

16 16

- φ_τ = 0,1 - см. стр. 166[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_τ = 1,41

- ε_τ = 0,65 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:

S_τ = 11,245,

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = √ SSσ^×2 + S Sτ_τ2√ 1111,432 ,432 + 11,245 × 11,245 = 14,017

_σ

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5, Сечение проходит по прочности.

2 - E СЕЧЕНИE.

Диаметр вала в данном сечении D = 63,0 мм и d = 60,0 мм. Концентрация напряжений обусловлена галтелью (см. табл. 8,2[1]). Проверку будем проводить по 3 - му сечению, где наибольший изгибающий момент.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_σ = σ _{- 1} / ((k_σ / (σ_σ×β)) ×σ_v + φ_σ×σ_m), где: - амплитуда цикла нормальных напряжений:

σ_v = M_изг / W_нетто = 9,831 МПа, здес

π× D3 3,14 × 60,0 3

Wнетто = - = 21205,75 мм3

32 32

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

σ_m = F_a / (π× D₂ / 4) = 0,0 МПа,

- φ_σ = 0,2 - см. стр. 164[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- k_σ = 2,2

- ε_σ = 0,76 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:

S_σ = 11,432,

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_τ = τ _{- 1} / ((k_τ / (ε_t×β)) ×τ_v + τ_t×τ_m), где:

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла: σ_tv = τ_m = τ_max / 2 = 0,5 × T_кр / W_{к нетто} = 7,405 МПа, здесь

W_{к нетто} = π× D³ - 3,14 × 60,0³ = 42411,501 мм₃

16 16

- φ_τ = 0,1 - см. стр. 166[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_τ = 1,41

- ε_τ = 0,65 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:

S_τ = 11,245,

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = √ SSσ_σ^×2 + S Sτ_τ2 = √ 1111,432 ,432 + 11,245 × 11,245 = 14,017

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5, Сечение проходит по прочности.

РАСЧЁТ 4-ГО ВАЛА.

Крутящий момент на валу T_кр = 1316251,672 H×мм. Для данного вала выбран материал:

сталь 45. Для этого материала: - предел прочности σ_b = 780,0 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба σ-1 = 0,43 ×σb = 335,4 МПа; - предел выносливости стали при симметричном цикле кручения τ-1 = 0,58 ×σ-1 = 194,532 МПа.

2-E СЕЧЕНИE.

Диаметр вала в данном сечении D = 70,0 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (см. табл. 8.7[1]). Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_σ = σ_-1 / ((k_σ / (ε_σ×β)) ×σ_v + φ_σ×σ_m) , где: - амплитуда цикла нормальных напряжений:

σ_v = M_изг. / W_нетто = 11,674 МПа, здесь

Wнетто = π× D3 3,14 × 70,0 3 3

- = 33673,946 мм

32 32

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

σ_m = F_a / (π× D² / 4) = 0,0 МПа,

- φ_σ = 0,2 - см. стр. 164[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- k_σ/ε_σ = 2,8 - находим по таблице 8.7[1]; Тогда:

S_σ = 6,967.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_τ = τ_-1 / ((k_τ / (ε_τ×β)) ×τ_v + φ_τ×τ_m) , где: - амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла: τ_t = τ_m = τ_max / 2 = 0,5 × T_кр. / W_{к нетто} = 9,772 МПа, здесь

W_{к нетто} = π× D³ - 3,14 × 70,0³ = 67347,893 мм₃

16 16

- φ_t = 0,1 - см. стр. 166[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_τ/ε_τ = 4,0 - находим по таблице 8.7[1]; Тогда:

S_τ = 6,665.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = √ SSσ_σ^×2 + S Sτ_τ2 = √ 6,967 6,967 + 6,665 × 6,665 = 9,642

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.