Файл: Курсовая работа защищена с оценкой канд техн наук, доцент Е. Р. Новиков 2021 г.docx

Рисунок 5 – Эпюра изгибающих и вращающего моментов

Эпюры внутренних силовых факторов приведены на рис. 4, при этом крутящий момент численно равен вращающему:

Нм.

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Z

Строим эпюру изгибающих моментов (от муфты):

Суммарные изгибающие моменты в сечениях:

Наиболее опасное сечение будет сечение 2, поскольку оно имеет наибольший суммарный изгибающий момент

. Дальнейшие расчеты будем производить для сечения 2.

Принимаем материал выходного вала – Сталь 45 ГОСТ 1050-88

Расчет на сопротивление усталости выходного вала

Необходимые характеристики материала выходного вала для уточненного расчета берем из таблицы 12.8 [1, с.273]:

= 900 Н/

– предел прочности;

= 410 Н/

– предел выносливости по нормальным напряжениям;

= 230 Н/

– предел выносливости по касательным напряжениям;

= 0,1 – коэффициент чувствительности к асимметрии цикла.

Рассчитываем моменты сопротивления сечения вала изгибу и кручению:

где ???? =

= 47 мм;

Определяем амплитуду цикла нормальных напряжений. Нормальные напряжения в вале будут меняться по симметричному циклу.

где

– максимальный изгибающий момент в рассматриваемом сечении, Н ∗ м;

– момент сопротивления сечения изгибу,

.

Определяем амплитуду цикла касательных напряжений. Считаем закон изменения касательных напряжений пульсирующим.

Вращающий момент

= 290,8 Н ∗ м.

Определяем коэффициенты снижения пределов усталости.

где

– коэффициент, учитывающий упрочнение вала,

= 1 (без упрочнения);

– эффективные коэффициенты концентрации напряжений, зависящие от прочности материала и шероховатости поверхности;

– коэффициенты влияния качества поверхности;

– коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения.

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений выбираем по таблице 12.16 [1, с.282] для

= 900 Н/

. Принимаем

= 4,5 и

= 2,7 для посадки.

Шпоночный паз выполняем концевой фрезой. Тогда для шпоночного паза:

Коэффициенты влияния качества поверхности выбираем по таблице 12.14 [1, с.281] для

= 900 Н/

. Принимаем

= 0,91;

= 0,95.

Для посадки получаем:

Для шпоночного паза получаем:

Определяем реальные пределы выносливости в расчетном сечении.

Определяем коэффициент запаса.

Определяем суммарный коэффициент запаса:

Поскольку расчетный коэффициент запаса много больше допускаемого, расчет для другого сечения можно не производить, а также можно не производить расчет вала по статическим напряжениям.

9.2 Уточненный расчет входного вала

По расчетной схеме входного вала строим эпюры изгибающих и вращающего моментов на входном валу (рисунок 6).

Рисунок 6 – Эпюра изгибающих и вращающего моментов

Определяем суммарные изгибающие моменты в этих сечениях.

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y

;

;

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Z

Суммарные изгибающие моменты в сечениях:

Наиболее опасное сечение будет сечение 7, поскольку оно имеет наибольший суммарный изгибающий момент. Дальнейшие расчеты будем производить для сечения 7. Так как в этом сечении концентратором напряжения является только посадка, то и коэффициенты снижения пределов усталости будем считать только по посадке.

Принимаем материал входного вала – Сталь 40Х.

Необходимые характеристики материала выходного вала для уточненного расчета берем из таблицы 12.8 [1, с.273]:

= 900 Н/

– предел прочности;