Курсовая работа (т): Привод технологической машины

== =15,45МПа  - отсутствует

==== 2,82МПа

где  и  - эффективные коэффициенты концентрации напряжений; и - коэффициенты влияния размера поперечного сечения вала;

/= 4,3/ =0,6/+0,4= 2,98- коэффициент влияния шероховатости поверхности, определяется в зависимости от

= 0.8 мкм KF= 1.2

- коэффициент влияния упрочнения.

При отсутствии упрочнения поверхности рассчитываемого участка вала принимают KV =1.

Коэффициенты

= (+KF-1)/KV, = (+KF-1)/KV,

= (4,3+1,2-1)/1, = (2,98+1,2-1)/1

В результате расчета получили:

===5,33

===24,27=S=

Усталостная прочность вала в сечении обеспечена.

Графики, построенные по расчетным данным задачи, находятся в Приложениях

Уточненный расчет для тихоходного вала

. Наименование опасного сечения - 1

. Моменты и силы в опасном сечении

Суммарный изгибающий момент

== 225Н×м

где MГ - изгибающий момент в горизонтальной плоскости, MГ = -225 Н×м;изгибающий момент в вертикальной плоскости MB= 0 Н×м.

. Геометрические характеристики опасного сечения

Значения площади поперечного сечения A, осевого  и полярного  моментов сопротивлений для типовых поперечных сечений определяют по формулам.

Для сплошного круглого вала

=, =, =;=, =, =;= 3316,63 мм2= 8582 мм3=17164 мм3

. Суммарный коэффициент запаса прочности

Определяем по формуле (2.5 [1]):

=S=

где  и - коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Условие прочности вала имеет вид[S]

где [S] - допускаемый коэффициент запаса прочности.

Рекомендуемое значение [S] =2…2.5.

Значения  и  определяют по формулам

==

==

где и  - пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения;  и - амплитуды напряжений цикла; и - средние напряжения цикла,  и  - коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали,  и - коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла.

Значения  и  равны:

= 0.02(1+0.01)= 0.02(1+0.01*790)= 0,18= 0.5=0.5*0,18= 0,09

Пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения определяются по следующим формулам:

для углеродистых сталей = 0.43= 0.43*790= 339,7 МПа

= 0.58= 0.58*339,7= 197,026 МПа

здесь - предел прочности материала вала

При вычислении амплитуд и средних напряжений цикла принимают, что напряжения изгиба меняются по симметричному циклу, а касательные по наиболее неблагоприятному отнулевому циклу. В этом случае

== = 26,22МПа - отсутствует

==== 7,86МПа

Коэффициенты

= (+KF-1)/KV, = (+KF-1)/KV,

= (4,85+1,2-1)/1=5,05, = (3,31+1,2-1)/1=3,51,

где  и  - эффективные коэффициенты концентрации напряжений;и - коэффициенты влияния размера поперечного сечения вала;

/= 4,85/ =0,6/+0,4=3,31

- коэффициент влияния шероховатости поверхности, определяется в зависимости от

= 0.8 мкм KF=1.2

- коэффициент влияния упрочнения.

При отсутствии упрочнения поверхности рассчитываемого участка вала принимают KV =1.

В результате расчета получили:

= 5,05= 3,51

==

===S=

Усталостная прочность вала в сечении обеспечена.

Графики, построенные по расчетным данным задачи, находятся в Приложениях

Уточненный расчет быстроходного вала

.Наименование сечения А

. Моменты и силы в опасном сечении

Суммарный изгибающий момент

==53,69

где MГ - изгибающий момент в горизонтальной плоскости, MГ = - 33,192 Н×м;изгибающий момент в вертикальной плоскости MB=42,205 Н×м.

. Геометрические характеристики опасного сечения

Значения площади поперечного сечения A, осевого Wx и полярного Wpмоментов сопротивлений для типовых поперечных сечений определяют по формулам.

Для сечения вала под подшипники

A= - bt1, Wx =- , Wp =- , = - 10*5, = - , = - ;= 656,5Wx = 2128,542Wp =4777,917

. Суммарный коэффициент запаса прочности

Определяем по формуле (2.5 [1]):

==

где Sσ и Sτ- коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Условие прочности вала имеет вид[S]

где [S] - допускаемый коэффициент запаса прочности.

Рекомендуемое значение [S] =2…2.5.

Значения  и  определяют по формулам

Sσ ==

Sτ ==

где σ-1 и τ-1 - пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения; σa и τa- амплитуды напряжений цикла; σm и τm- средние напряжения цикла,  и  - коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали, ψσ и ψτ - коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла.

Значения  и  равны:

= 0,02(1+0,01)= 0.02(1+0,01*900)=0,2

= 0,5= 0,5*0,2= 0,1

Пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения определяются по следующим формулам:

для углеродистых сталей

= 0.43= 0.43*900= 387 МПа

= 0.58*387= 224,46 МПа

здесь σb - предел прочности материала вала

При вычислении амплитуд и средних напряжений цикла принимают, что напряжения изгиба меняются по симметричному циклу, а касательные по наиболее неблагоприятному отнулевому циклу. В этом случае

σa = ==25,224=σm

τa= τm ==

Коэффициенты

= (+KF-1)/KV, = (+KF-1)/KV,

= (4+1,2-1)/1=4,2, = (2,8+1,2-1)/1=3,

где  и  - эффективные коэффициенты концентрации напряжений; и - коэффициенты влияния размера поперечного сечения вала;