Расчет быстроходной ступени 5 страница
Эквивалентный момент во 2 точке:
= 
(5.3)
= 
=15558,05 Нм
Диаметр определенный прочерчивание d1 в данной опасной точке должен удовлетворять равенству:
d2 
(5.4)
- для стали 40Х
d2 
мм
25мм ≥ 10,904мм
Суммарный момент в 3 точке:
= 
+ 
= 
+10865,55=30874,2 Нм
Эквивалентный момент в 3 точке:
=
= 
=31295,847 Нм
Диаметр определенный прочерчивание d1 в данной опасной точке должен удовлетворять равенству (5.4):
d3 
d3 
42 мм ≥ 
Суммарный момент в 4 точке:
= 
+ 
= +3825,9=23834,555 Нм
Эквивалентный момент в 4 точке:
= 
= 
=23971,086 Нм
d4 
d4 
мм
42 мм ≥ 
мм
5.2 Промежуточный вал
Составим расчетную схему промежуточного вала:
Разобьем схему на три плоскости.
Рассмотрим вертикальную плоскость
М= 
М3=М4= 
= 17763,28 Нм
Момент на первом участке:
;
Нм
Момент на втором участке:
Нм
Нм
Момент на четвертом участке:
Нм
Момент на третьем участке:
Нм
Нм
Рассмотрим горизонтальную плоскость
Момент на первом участке:
;
Нм
Момент на втором участке:
Нм
Нм
Момент на четвертом участке:
Нм
Момент на третьем участке:
Нм
Нм
Определение наиболее опасных точек по 4 гипотезе прочности:
(5.1)
Наиболее опасными точками являются точки 2, 3, 4
Суммарный момент во 2 точке:
= 
+ 
(5.2)
= 
+ 
= 
Нм
Эквивалентный момент во 2 точке:
= (5.3)
= 
=47594,025 Нм
Диаметр определенный прочерчивание d1 в данной опасной точке должен удовлетворять равенству:
d2 (5.4)
- для стали 40Х
d2 
мм
32мм ≥ 15,829мм
Суммарный момент в 3 точке:
= +
= 
+0=79384,255 Нм
Эквивалентный момент в 3 точке:
=
= 
=39625,86 Нм
Диаметр определенный прочерчивание d1 в данной опасной точке должен удовлетворять равенству (5.4):
d3
d3 
42 мм ≥ 
Суммарный момент в 4 точке:
= +
= 
+0=45945,134 Нм
Эквивалентный момент в 4 точке:
=
= =47594,025 Нм
d4
d4 мм
42 мм ≥ 
мм
5.3 Тихоходный вал.
Проверку статической прочности выполняем в целях предупреждения пластических деформаций в период действия кратковременных перегрузок.
Составим расчетную схему тихоходного вала:
Разобьем схему на три плоскости.
Рассмотрим вертикальную плоскость
Момент на первом участке:
;
Нм
Момент на втором участке:
Нм
Рассмотрим горизонтальную плоскость
Момент на первом участке:
;
Нм
Момент на втором участке:
;
Нм
Рассмотрим произвольную плоскость
Момент на первом участке:
;
Нм
Момент на втором участке:
;
Нм
Определение наиболее опасных точек по 4 гипотезе прочности:
(5.1)
Наиболее опасными точками являются точки 2, 3
Суммарный момент во 2 точке:
= + (5.2)
= 
+ 
= 106726,799Нм
Эквивалентный момент во 2 точке:
= (5.3)
= 
=152152,129 Нм
Диаметр определенный прочерчивание d1 в данной опасной точке должен удовлетворять равенству:
d2 (5.4)
- для стали 40Х
d2 
мм
54мм ≥ 
мм
Суммарный момент в 3 точке:
= +
= 
+93804,424=93804,424 Нм
Эквивалентный момент в 3 точке:
=
= 
=143383,85 Нм
Диаметр определенный прочерчивание d1 в данной опасной точке должен удовлетворять равенству (5.4):
d3
d3 
42 мм ≥ 
5.4 Расчет тихоходного вала на сопротивление усталости.
Уточненные расчеты на сопротивление усталости отражают влияние разновидности цикла напряжений, статических и усталостных характеристик материалов, размеров, формы и состояния поверхности.
Расчет выполним в форме проверки коэффициента S запаса прочности, минимально допустимое значение которого принимаем в диапазоне [S]=1,5-2,5 в зависимости от ответственности конструкции и последствий разрушения вала, точности определения нагрузок и напряжений, уровня технологии изготовления и контроля.
Для расчета на сопротивление усталости выберем наиболее нагруженный из валов – тихоходный вал. Установим для него предположительно опасное сечение и для каждого вычислим коэффициент S:
S= 
(5.5)
- коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по зависимостям
(5.6)
(5.7)
σa, τa -амплитуды напряжений цикла
σa= σи= 
; 
= 
(5.8)
=
σm, τm – средние напряжения цикла
- коэффициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений для рассматриваемого сечения
, 
- пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:
; 
(5.9)
где 
– пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения.
их вычисляют по зависимостям:
(5.10)
, 
- эффективные коэффициенты концентрации напряжений
- коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения
, 
- коэффициенты влияния качества поверхности
- коэффициент влияния поверхностного упрочнения.
Проверим сечение I-I.
[S]=2
В сечении I-I концентратором напряжений является шпоночный паз. Вычислим коэффициен запаса прочности S по формуле (5.5)
Результирующий изгибающий момент
М= 
+Мк (5.11)
М= 
( по формуле 5.11)
Найдем момент сопротивления W по формуле:
W= 
- 
(5.12)
где d-диаметр вала
в- ширина шпоночного паза
h – высота шпоночного паза
W= 
- 
= 14013,668 мм3
σa= 
МПа (по формуле 5.8)
= 410 МПа
=240 МПа
=126,543
Т=125218 Нм
Wк= 
(5.13)
Wк= 
=29464,823 мм3
= 
(5.14)
= 
S= 
Проверим сечение II-II.
[S]=2
В сечении II-II имеется ступенчатый переход с галтелью. Вычислим коэффициен запаса прочности S, используя формулы (5.5-5.10).
Результирующий изгибающий момент
М= +Мк (5.11)
М= 
( по формуле 5.11)
По таблицам 10.2-10.13 [5] принимаем