Уточненный расчет ведомого вала

Нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).

Уточненный расчет валов состоит в определении коэффициентов запаса прочности n для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [n]. Прочность соблюдена при n > [n].

Расчет для предположительно опасных сечений вала.

Материал вала сталь 40Х, термообработка – поверхностная закалка, ТВЧ, [26 таблица 3.3. с.34-35].

Пределы выносливости при симметричных циклах изгиба и кручения соответственно равны и .

Сечение А-А. В этом сечении при передаче вращающего момента от шестерни Z₃ возникают касательные и нормальные напряжения.

Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

(40)

где амплитуда и среднее напряжение от нулевого цикла

Т_4(А-А) – крутящий момент на ведомом валу. М_4(А-А) = 902 Н·м.

При d = 63 мм; b = 20 мм; t₁ = 7, 5 мм

Принимаем и .

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

, (41)

где σ _υ – амплитуда нормальных напряжений изгиба.

(42)

где - суммарный изгибающий момент, Н·мм.

Н·мм (43)

Здесь - изгибающий момент в вертикальной плоскости;

- изгибающий момент в горизонтальной плоскости.

Н·мм.

Н·мм.

ℓ - расстояние от центра опорного подшипника до центра зубчатого колеса при симметричном расположении ведомого вала в опорах. ℓ = 90 мм.

Момент сопротивления изгибу, мм³.

.

.

Здесь σ _m = 0; β – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности: при R_a = 0, 32…2, 5 мкм принимается β = 0, 97…0, 9.

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А ведомого вала

.

Здесь [n] ≥ 2, 5 – допускаемое значение коэффициента запаса прочности.