M == 489.17
де M Г - згинальний момент у горизонтальній площині,
M Г=90.3Н? м;
M B - згинальний момент у вертикальній площині M B=- 490.5 Н? м.
Осьова сила F a =0
. Геометричні характеристики небезпечногоперетину
Значення площі поперечного перерізу A , осьового W x і полярного W p моментів опорів для типових поперечних перерізів визначають за формулами.
Для суцільного круглого вала
A =, W x =, W p =;
Для перетину з одним шпонковим пазом
A =- bt 1, W x =-, W p =-,
де b - ширина; t 1 - глибина паза шпони на валу (табл. 8.5 [1]),
b= 20 t 1=7.5
A =38.48 W x =33.67 W p =67.36
. Сумарний коефіцієнт запасу міцності
Визначаємо за формулою (2.5 [1]):
S =
де S у і S ф - коефіцієнти запасу міцності по нормальних і дотичних напруг.
Умова міцності вала має вигляд
S [ S ]
де [ S ] - допустимий коефіцієнт запасу міцності.
Рекомендоване значення [ S ]=2 ... 2.5.
Значення і визначають за формулами
S в == 5.039
S ф == 7.531
де у - 1 і ф - 1 - межі витривалості матеріалу при симетричному циклі згину та кручення; у a і ф a - амплітуди напруг циклу; у m і ф m - середні напруги циклу, і - коефіцієнти переходу від меж витривалості зразка до меж витривалості деталі, шу і шф - коефіцієнти чутливості до асиметрії циклу.
Значення ш у і ш ф рівні:
шу=0.02 (1 + 0.01)=0.18 шф=0.5 шу=0.09
Межі витривалості матеріалу при симетричному циклі згину та кручення визначаються за наступними формулами:
для вуглецевих сталей у - 1=0.43 у b =335 МПа
ф - 1=0.58 у - 1=195 МПа
тут у b - межа міцності матеріалу вала (табл. 1.5 [1])
При обчисленні амплітуд і середніх напруг циклу приймають, що напруги вигину змінюються по симетричному циклу, а дотичні по найбільш несприятливого отнулевому циклу. У цьому випадку
у a == 14.527 МПа у m == 0
ф a =ф m == 8.258МПа
Коефіцієнти
=(+ K F - 1)/ K V ,=(+ K F - 1)/ K V ,
де і - ефективні коефіцієнти концентрації напружень
(табл. 2.5 ... 4.5 [1]); =3.35=1.88
і - коефіцієнти впливу розміру поперечного перерізу вала; == 0.75 == 0.64
K F - коефіцієнт впливу шорсткості поверхні, визначається за табл. 5.5 [1] залежно від
=0.8 мкм K F = 1.11 мкм
K V - коефіцієнт впливу зміцнення.
При відсутності зміцнення поверхні розраховується ділянки вала приймають K V =1.
У результаті розрахунку отримали:
=4.576=3.047
=5.039=7.531
S =4.188
5. Розрахунок підшипників
5.1 Розрахунок швидкохідного валу
Вихідні дані
Розрахунок підшипника виконуємо для найбільш навантаженої опори.
Підшипник №310
Розміри підшипника: d =50 мм, D =90 мм, B =20 мм
Динамічна вантажопідйомність C =61.8 кН
Статична вантажопідйомність C 0=38 кН
Радіальне навантаження на підшипник F r =2.16 кН
Осьова навантаження на підшипник F
