Материал: СМАЗКА РЕДУКТОРА
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Шпонка соединения полумуфты тихоходного вала:
l р |
|
4 Т |
4 |
|
|
4 2702,07 |
71 мм |
d h [ см |
|
70 12 180 |
|||||
|
|
] |
|
||||
где h = 12 мм - высота шпонки; d = 70 мм - диаметр вала; [σсм] = 180 Н/мм2 - допускаемые напряжения смятия для стальной ступицы.
Принимаем шпонку - 20 х 12 х 100 ГОСТ 23360-78
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
9.УТОЧНЁННЫЙ РАСЧЁТ ВАЛОВ
9.1ПОСТРОЕНИЕ ЭПЮР ИЗГИБАЮЩИХ И КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ
Применяя метод сечений строим эпюры изгибающих моментов в плоскостях XOZ и YOZ. Эпюры представлены на рис.9.1.
По эпюрам определяем максимальные значения изгибающих моментов и крутящего момента:
My max = 245157 Н · мм
Mx max = 519788 Н · мм
Mкр max = 2746540 Н · мм
9.2. ПРОВЕРКА СТАТИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ВАЛА
Для тихоходного вала опасным является сечение под подшипником,
расположенным ближе к выходу вала, где действует максимальный изгибающий момент.
Геометрические характеристики сечения:
Момент сопротивления изгибу:
|
d |
3 |
3,14 80 |
3 |
|
|
W |
|
50240 мм |
3 |
|||
|
|
|||||
32 |
32 |
|
||||
|
|
|
|
Момент сопротивления кручению:
Wк d 3 3,14 803 100480 мм3 16 16
Напряжение от изгиба:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
|
10 |
3 |
M |
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
max |
max |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
W |
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
M max Kп |
|
2 |
|
2 |
2,2 |
519,788 |
2 |
245,157 |
2 |
1264,343 |
Н м |
|||
M x |
M y |
|
|
||||||||||||
K п |
- коэффициент перегрузки, для асинхронных двигателей |
Fmax = 0 - т.к отсутствует осевая сила
K |
п |
2,2 |
|
|
|
10 |
3 |
1264,343 |
|
|
|
25,16 МПа |
||
|
|
50240 |
||
|
|
|
|
Напряжение от кручения:
|
10 |
3 |
M |
|
|
10 |
3 |
6042,388 |
|
|
|
к max |
|
|
60,13 |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
|
|
|
100480 |
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
МПа
,
где
M |
к max |
К |
п |
Т 2,2 2747,54 6042,388 |
Н м |
|
|
|
|
Частные коэффициенты запаса прочности:
S |
|
|
|
Т |
|
750 |
29,8 |
|
|
|
|
|
|||||
Т |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
25,16 |
||||
|
|
|
|
|
||||
S |
|
|
|
Т |
|
|
450 |
7,48 |
|
|
|
|
|||||
Т |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
60,13 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:
S |
S |
Т |
S |
Т |
|
29,8 7,48 |
7,25 |
||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
S |
2 |
S |
2 |
|
29,8 |
2 |
7,48 |
2 |
||
|
Т |
Т |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
|
|
Статическая прочность обеспечена, т.к |
[S |
Т |
] 1,3...2 |
|
|
SТ
[SТ
]
;
7,25
1,3... |
2 |
,
где
9.3. ПРОВЕРКА УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ТИХОХОДНОГО ВАЛА
Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения - по отнулевому
(пульсирующему).
Проверка усталостной прочности состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s] = 1,5 - 2,5. Прочность соблюдена если s ≥ [s].
Производим расчёт для предположительно опасного сечения вала, место посадки колеса на вал - концентрация напряжений обусловлена действием максимальных моментов.
Для опасного сечения вычисляем коэффициент S:
S |
S |
|
S |
|
[S ] |
|
|
||||
|
|
|
|
||
|
S |
2 |
S |
2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:
S
1D
/ |
a |
|
;
S |
|
1D |
/( |
a |
|
D |
|
m |
) |
|
|
|
|
|
|
Напряжения в опасном сечении:
|
|
|
а |
103 |
M |
max |
|
|
103 |
1264,343 |
25,16 МПа ; |
||||||
|
|
|
|
W |
|
|
|
|
|
|
50240 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
103 |
M |
к max |
|
|
103 |
|
6042,388 |
30,06 МПа |
||||||||
|
2 Wк |
|
|
|
2 |
100480 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:
1D 1 / K D |
; 1D 1 / K D |
, |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
где |
1D |
и |
1D |
|
|
- пределы выносливости гладких образцов при |
||||||||||||||
симметричном цикле изгиба и кручения; |
K D |
и K D - коэффициенты снижения |
||||||||||||||||||
предела выносливости: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
K |
D |
(K |
|
/ K |
d |
1/ K |
F |
1) / K |
V |
(4,5 1/ 0,91 1) / 2,8 1,64; |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
K |
D |
(K |
|
/ K |
d |
1/ K |
F |
1) / K |
V |
(2,7 1/ 0,95 1) / 2,8 0,98 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
где |
Kd |
и |
Kd |
|
|
- коэффициенты |
влияния абсолютных |
размеров |
||||||||||||
поперечного сечения; |
|
|
K F |
и |
|
KF |
- |
коэффициенты влияния |
качества |
|||||||||||
поверхности; KV - коэффициент влияния поверхностного упрочнения. Для оценки концентрации напряжения в местах установки деталей с натягом используют отношение K / Kd и K / Kd ).
Коэффициент влияния ассиметрии цикла:
D
|
|
/ K |
|
D |
0,1/1,64
0,0609
, где
|
|
0,1 |
|
|
напряжений.
- коэффициент чувствительности материала к ассиметрии цикла
1D 1 / K D 410 /1,64 250
1D 1 / K D 240 / 0,98 244
S 1D / a 250 / 25,16 9,93
S 1D /( a D m ) 244 /(30,06 0,0609 30,06) 7,65