Файл: Выбор электродвигателя и расчет основных параметров привода.docx

1)Определение внутренних силовых факторов

В этом сечении действуют внутренние силовые факторы :изгибающий момент в одной плоскости M_xz=-315094,11 Н*мм, крутящий момент М_кр=-598940 Н*мм

2)Геометрические характеристики опасного сечения

Значения осевого и полярного моментов сопротивлений для поперечных сечений определяю по формулам

Осевой момент сопротивления:

W_X=

=26948 мм³

Полярный момент сопротивления:

W_р=

=52996 мм³

3)Определение напряжений

Напряжения изгиба меняются по симметричному циклу с амплитудой :

σ_a=

=11,69 МПа

Средние нормальные напряжения:

σ_m=0,т.к N=0

Касательные напряжения меняются по пульсирующему (отнулевому) циклу

τ_a=τ_m=

=5,65 МПа

4)Пределы выносливости

Пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения определяются по следующим формулам:

для углеродистых сталей:

σ_-1=0,43σ_b=0,43*780=335,4MПа

τ_-1=0,58σ_-1=0,58*335,4=194,53MПа

здесь σ_b-предел прочности стали ,из которой изготовлен вал (принимаем сталь 45 после улучшения, σ_b=780 МПа)

5) Эффективные коэффициенты концентрации напряжений и коэффициенты влияния размеров поперечного сечения

В сечении С два концентратора напряжений -посадка с натягом и шпоночный паз

Для посадки с натягом

определяется методом линейной интерполяции по таблице 7.5

=0,6*

=0,6*4,24+0,4=2,94

6)Коэффициент влияния шероховатости поверхности

K_F –коэффициент влияния шероховатости поверхности для данного сечения вала принимаю =1,15

7) Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла

ψ_σ=0,02(1+0,01σ_b)=0,02(1+0,01*780)=0,176

ψ_τ=0,5 ψ_σ=0,5*0,176=0,088

8)Коэффициент влияния упрочнения

Принимаю ,что в данном сечении вала упрочнение отсутствует ,K_V-коэффициент влияния упрочнения ,K_V=1

9)Коэффициенты перехода от предела выносливости образца к пределу выносливости детали

K_σD=(

+K_F-1)/K_V=(4,24+1,15-1)/1=4,39

K_τD=(

+K_F-1)/K_V=(2,94+1,15-1)/1=3,09

где K_σи K_τ-эффективные коэффициенты концентрации напряжении

10)Коэффициенты запаса прочности

Значения S_σи S_τопределяются по формулам ;

S_σ=

=6,54

S_τ=

=10,83

где S_σи S_τ-коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

Суммарный коэффициент запаса прочности

S=

=5,6 ≥[S]

Условие прочности вала имеет вид S≥[

S]

Где [S]-допускаемый коэффициент запаса прочности ,[S]=2,5

Усталостная прочность в сечении В обеспечена

4.6.Расчет тихоходного вала в сечении С

1)Определение внутренних силовых факторов

В сечении действуют :изгибающий момент в двух плоскостях M_xy=141912,27 Н*мм,M_xz=34391,31 Н*мм, суммарный изгибающий момент в сечении С равен M_∑ =

=146020Н*мм крутящий момент M_кр=-598940 Н*мм, продольная сила N= -1157,4 Н

2)Геометрические характеристики опасного сечения

В сечении С имеется шпоночный паз со следующими размерами :

b=20 мм,t₁=7,5мм ,где b-ширина ,t₁-глубина шпоночного паза на валу

Значения площади поперечного сечения A, осевого ????_????и полярного ????_????моментов сопротивлений для типовых поперечных сечений определяют по формулам.

Осевой момент сопротивления c учетом шпоночного паза рассчитывается по зависимости :

W_X=

=29471мм³

Полярный момент сопротивления с учетом шпоночного паза рассчитывается по зависимости :

W_р=

=63129мм³

Площадь поперечного сечения вала с учетом шпоночного паза определяется по зависимости :

A=

-bt₁=

-20*7,5=3697мм²

3)Определение напряжений

Напряжения изгиба меняются по симметричному закону с амплитудой :

σ_a=

=4,95 MПа

Средние нормальные напряжения:

σ_m=

=0,31MПа

Касательные напряжения меняются по пульсирующему(отнулевому)циклу:

τ_a=τ_m=

=4,74МПа

4) Пределы выносливости

Пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения определяются по следующим формулам:

для углеродистых сталей:

σ_-1=0,43σ_b=0,43*780=335,4MПа

τ_-1=0,58σ_-1=0,58*335,4=194,53MПа

здесь σ_b-предел прочности стали ,из которой изготовлен вал (принимаем сталь 45 после улучшения, σ_b=780 МПа)

5)Эффективные коэффициенты концентрации напряжений и коэффициенты влияния размеров поперечного сечения

В сечении С два концентратора напряжений -посадка с натягом и шпоночный паз

Для посадки с натягом

определяется методом линейной интерполяции по таблице 7.5

=0,6*

=0,6*4,31+0,4=2,99

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для шпоночного паза определяю по таблице 3.5

K_σ=2,1 ,K_τ=1,83

Коэффициенты влияния размера поперечного сечения :

ε_σ=