Быстроходный вал
Рассмотрим сечение, проходящее под опорой А. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.
Материал вала сталь 45, улучшенная: sВ = 780 МПа [2c34]
Пределы выносливости:
- при изгибе s-1 » 0,43×sВ = 0,43×780 = 335 МПа;
- при кручении t-1» 0,58×s-1 = 0,58×335 = 195 МПа.
Суммарный изгибающий момент
Ми = Мх = 33,7 Н·м
Осевой момент сопротивления
W = πd3/32 = π353/32 = 4,21·103 мм3
Полярный момент сопротивления
Wp = 2W = 2·4,21·103 = 8,42·103 мм3
Амплитуда нормальных напряжений
σv = Mи/W = 33,7·103/4,21·103 = 8,0 МПа
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
tv = tm = T1/2Wp = 17,7·103/2·8,42·103 = 2,1 МПа
Коэффициенты:
kσ/eσ = 3,5; kt/et = 0,6 kσ/eσ + 0,4 = 0,6·3,5 + 0,4 = 2,5
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
sσ = σ-1/(kσσv/eσ) = 335/3,5·8,0 =12,0
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
st = t-1/(kttv/et + yt tm) = 195/(2,50·2,1 + 0,1·2,2) = 35,7
Общий коэффициент запаса прочности
s = sσst/(sσ2 + st2)0,5 =12,0·35,7/(12,02 + 35,72)0,5 =11,4 > [s] = 2,5
Тихоходный вал
Рассмотрим сечение, проходящее под опорой D. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.
|
|
Суммарный изгибающий момент
Ми = 118,6 Н·м.
Осевой момент сопротивления
W = πd3/32 = π453/32 = 8,95·103 мм3
Полярный момент сопротивления
Wp = 2W = 2·8,95·103 =17,9 мм
Амплитуда нормальных напряжений
σv = Mи/W = 118,6·103/8,95·103 = 13,3 МПа
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
tv = tm = T2/2Wp =170,1·103/2·17,9·103 = 4,8 МПа
Коэффициенты:
kσ/eσ = 3,6; kt/et = 0,6 kσ/eσ + 0,4 = 0,6·3,6 + 0,4 = 2,6
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
sσ = σ-1/(kσσv/eσ) = 335/3,6·13,3 = 7,0
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
st = t-1/(kttv/et + yt tm) = 195/(2,60·4,8 + 0,1·4,8) =15,0
Общий коэффициент запаса прочности
s = sσst/(sσ2 + st2)0,5 = 7,0·15,0/(7,02 +15,02)0,5 = 6,3 > [s] = 2,5
12 Технический уровень редуктор