Привод галтовочного барабана
9. Проверочный расчет валов редуктора
9.1 Проанализировав эпюры [рисунки 2,3], наметим опасные сечения:
быстроходный вал - m.А (два концентратора напряжений - посадка подшипника с натягом и ступенчатый переход галтелью r) и т., (концентратор напряжения - шлицы); тихоходный вал - m.D (два концентратора напряжений посадка подшипника с натягом и ступенчатый переход галтелью r) и m. (два концентратора напряжений - посадка колеса с натягом и шпоночный паз).
9.2 Определяем нормальные напряжения , МПа, в опасных сечениях вала по формуле
где - расчетные напряжения изгиба, МПа;
- суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении, [раздел 6];
- осевой момент сопротивления сечения вала, .
9.3 Определяем касательные напряжений , МПа, в опасных сечениях вала по формуле
где - расчетные напряжения кручения, МПа;
- крутящий момент, [раздел 6];
- полярный момент сопротивления сечения вала, .
9.4 Определяем коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетных сечений вала по формулам
;
где - эффективные коэффициенты концентрации напряжений [5, раздел 11.3, таблица 11.2];
- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения [5, раздел 11.3, таблица 11.3];
- коэффициент влияния шероховатости [5, раздел 11.3, таблица 11.4].
9.5 При действии в расчетном сечении двух источников концентрации напряжений учитывают только наиболее опасный из них (с наибольшим отношением или ) - посадка с натягом.
9.6 Определяем пределы выносливости в расчетных сечениях вала , , МПа, по формулам
,
где и - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, МПа, [раздел 3].
9.7 Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям по формулам
9.8 Определяем общий коэффициент запаса прочности в расчетных сечениях по формуле
где - допускаемый коэффициент запаса прочности в опасном сечении вала.
Таблица 19
Сечение вала |
Диаметр, мм |
Ми, |
Мк, |
МПа |
МПа |
|||
Быстроходный вал |
61,38 |
55,26 |
14,3 |
3,2 |
||||
58,86 |
55,26 |
4,9 |
1,6 |
|||||
Тихоходный вал |
378,82 |
212,25 |
41,6 |
5,8 |
||||
250,50 |
212,25 |
18,4 |
3,7 |
Сечение вала |
S |
|||||||||||||||
МПа |
||||||||||||||||
3,5 |
2,5 |
1,0 |
3,5 |
2,5 |
335 |
195 |
96 |
78 |
14,3 |
3,2 |
6,7 |
24,4 |
6,5 |
1,6 … 2,1 |
||
1,0 |
2,3 |
2,1 |
335 |
195 |
146 |
93 |
4,9 |
1,6 |
29,8 |
58,1 |
26,5 |
|||||
4,0 |
2,8 |
1,0 |
4,0 |
2,8 |
335 |
195 |
84 |
70 |
41,6 |
5,8 |
2,0 |
12,1 |
1,9 |
|||
4,3 |
2,9 |
1,0 |
4,3 |
2,9 |
335 |
195 |
78 |
67 |
18,4 |
3,7 |
4,2 |
18,1 |
1,7 |