Для расчета вала необходимо составить его расчетную схему. Вал представим как балку на двух опорах: шарнирно-подвижной и шарнирно-неподвижной. После этого необходимо:
- разметить точки, в которых расположены условные опоры;
- определить величину и направление действующих на вал сил: окружной , радиальной
, осевой
. В планетарной передаче эти силы взаимокомпенсируются. А также точки их приложения. Поскольку на валы не действуют осевые силы, то
.
Таким образом вал работает только на кручение
Определяем крутящий момент на валу:
T1=9550·P/n1 ·U1= 9550·5,5/965·7,5=408,2 Н·м;
Уровень прочности при расчете вала на кручение имеет вид:
T=T/Wp<=[T];
Принимаем =20МПа.
Wp=0,2·d13;
Откуда
из конструктивных соображений d1=48 мм.
Расчёт на статическую прочность
Данный расчёт производят в целях предупреждения остаточных пластических деформаций в том случае, если вал работает работает с большими перегрузками (кратковременными).
При этом кратковременные напряжения определяют по формуле:
, где α0=0
.
.
Расчёт на выносливость
Данный расчёт проводят в форме проверки коэффициента запаса прочности по усталости. Коэффициент запаса при одновременном действии нормальных и касательных напряжений
,
где – коэффициент запаса для нормальных напряжений;
– коэффициент запаса для касательных напряжений.
.
Здесь = 250 МПа – предел выносливости гладкого образца при симметричном цикле напряжений изгиба;
,
– для изменения напряжений изгиба по симметричному знакопеременному циклу;
– эффективный коэффициент концентрации напряжений для детали.
МПа.
,
где = 1,8 – эффективный коэффициент концентрации напряжений для полированного образца;
= 1,25 – коэффициент состояния поверхности;
= 0,86 – коэффициент влияния абсолютных размеров детали;
= 1,5 – коэффициент влияния упрочнения.
= 1,47.
Коэффициент запаса
= 11,6.
Коэффициент запаса для касательных напряжений
.
Здесь = 210 МПа – предел выносливости гладкого образца при симметричном цикле напряжений кручения;
– для нереверсивной передачи при изменении напряжений кручения по пульсирующему отнулевому циклу;
– эффективный коэффициент концентрации напряжений для детали;
= 0,05 – коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений при кручении.
= 9,57 МПа.
,
где = 1,45 – эффективный коэффициент концентрации напряжений для полированного образца;
= 1,25 – коэффициент состояния поверхности;
= 0,86 – коэффициент влияния абсолютных размеров детали;
= 1,5 – коэффициент влияния упрочнения.
= 1,29.
Коэффициент запаса
= 16,37.
Коэффициент запаса при одновременном действии нормальных и касательных напряжений
.
Дата: 2019-12-10, просмотров: 276.