Эффективные коэффициенты концентрации напряжений и коэффициенты влияния размера поперечного сечения

Для посадки с натягом определим методом линейной интерполяции [1, стр. 114, табл. 7.5]

4.2.4.6. Коэффициент влияния шероховатости поверхности:

Примем, что поверхность вала под колесом получена чистовым шлифованием с мкм. По величине найдём [1, стр. 113, табл. 5.5].

Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла

Коэффициент влияния упрочнения

Примем, что на участке вала с опасным сечением упрочнение отсутствует. Тогда .

Коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали

Коэффициент запаса прочности

Значения определим по формулам:

Общий коэффициент запаса прочности:

Усталостная прочность вала в сечении С обеспечена.

 

Расчёт тихоходного вала

Ориентировочный расчет тихоходного вала.

Определим диаметр опасного сечения вала из расчета на кручение по пониженным допускаемым напряжениям [ _k]. Берем [ _k] = 20 МПа (примерно). В качестве опасного сечения для тихоходного вала редуктора выбираем сечение на хвостовике вала.

Диаметр опасного сечения вала определим по формуле:

где Т_III – крутящий момент в опасном сечении вала, T_III = 1035,032 Н×м.

Полученный результат округляем до ближайшего большего значения из стандартного ряда d₁ = 65 мм [1, стр. 108].

Проверочный расчет тихоходного вала.

Вал рассчитаем на усталостную прочность при следующих исходных данных:крутящий момент на валу T_III = 1035,032 Н×м; диаметр делительной окружности зубчатого колеса силы, приложенные к валу со стороны зубчатого зацепления:

окружная ,

распорная

Передача крутящего момента с тихоходного вала на вал исполнительного механизма осуществляется посредством муфты. Консольная нагрузка от муфты (для выходного вала)

.

Заданы следующие длины участков вала:

Диаметр участка вала под подшипником диаметр участка вала под зубчатым колесом . Материал вала сталь 45, термообработка - улучшение,

 

Определение опорных реакций

Опорные реакции в вертикальной плоскости “zox”:

1.

.

2. ,

Опорные реакции в горизонтальной плоскости “yox”:

1.

2.

Опорные реакции при усилии от муфты:

1.

.

2. ,

.

 

Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов

Изгибающие моменты в вертикальной плоскости:

;

Изгибающие моменты в горизонтальной плоскость:

;

;

Изгибающие моменты при усилии от муфты:

.

Выбор опасного сечения

В качестве опасных сечений рассмотрим сечения, в которых действуют наибольшие изгибающие моменты и имеются концентраторы напряжений. Как следует из эпюр, к таким сечениям относятся сечения А, С. Из этих двух сечений рассмотрим сечение с наибольшим изгибающим моментом:

;

.

Для сечения С произведём расчёт вала на усталостную прочность.