Дмиок курсовой редуктор. пз. Курсовой проект по Детали машин и основы конструирования наименование дисциплины

• Название: Курсовой проект по Детали машин и основы конструирования наименование дисциплины
• Анкор: Дмиок курсовой редуктор
• Дата: 13.05.2023
• Размер: 0.73 Mb.
• Имя файла: пз.docx
• Тип: Курсовой проект; #1126245
• страница: 11 из 12

8.10 Проверочный расчёт вала

Выполним проверочный расчёт вала на статистическую прочность под шестерней.

Механические характеристики стали 40Х (табл. 12.8 [1]):

σ_T = 640 H/мм²;

σ_B = 790 H/мм²;

τ_T = 380 H/мм²;

d = 32 мм – диаметр вала под шестерней;

K_П = 2,2 – коэффициент перегрузки (табл. 19.28 [1]).

Определим нормальное напряжение в рассматриваемом сечении при действии максимальных нагрузок по формуле (с 274 [1]):

(8.26)

где M_max – суммарный изгибающий момент. Н·м;

W– момент сопротивления сечения вала при изгибе, мм³;

F_max– осевая сила, Н;

Определим касательное напряжение в рассматриваемом сечении при действии максимальных нагрузок по формуле (с 274 [1]):

(8.27)

где M_Kmax– крутящий момент, Н·м;

W_K – момент сопротивления сечения вала при кручении, мм³.

Суммарный изгибающий момент рассчитываем по формуле (с 274 [1]):

Момент сопротивления при изгибе рассчитываем по формуле (с 275 [1]):

(8.30)

Момент сопротивления при кручении рассчитываем по формуле (с 275 [1]):

(8.31)

По формуле 8.26 определим нормальное напряжение в рассматриваемом сечении при действии максимальных нагрузок:

По формуле 8.27 определим касательное напряжение в рассматриваемом сечении при действии максимальных нагрузок:

Частный коэффициент запаса прочности при нормальном напряжении (с 274 [1]):

(8.34)

Частный коэффициент запаса прочности при касательном напряжении (с 274 [1]):

(8.35)

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести рассчитываем по формуле (с 274 [1]):

(8.36)

Статистическую прочность можно считать обеспеченной если выполнено условие (с 274 [1]):

(8.37)

где [S_T] – минимально допустимое значение, [S_T] =1,4 (с 274 [1]).

Условие 8.37 выполнено, следовательно, статистическая прочность вала обеспечена.

Выполним расчёт на сопротивление усталости вала под шестерней.

Коэффициент запаса прочности в сечении вычисляется по формуле (с 280 [1]):

(8.38)

Условие обеспечения прочности в сечении (с 280 [1]):

(8.39)

где [S] – минимально допустимая прочность, [S] = 1,4[2];

S_σ и S_τ – коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям.

Значения коэффициентов S_σ и S_τ рассчитаем по формулам (с 280 [1]):

(8.40)

(8.41)

где σ_a и τ_a – амплитуды напряжений цикла, Н/мм²;

σ_m и τ_m – среднее напряжение цикла, τ_m = τ_a (с 280 [1]);

ψ_σD и ψ_Τd - коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений.

Определим амплитуды напряжений цикла по формулам (с 280 [1]):

(8.42)

(8.43)

где M_u – результирующий изгибающий момент, Н·м;

M_K – крутящий момент, M_K = T₂, Н·м;

W и W_K – моменты сопротивления сечения вала при изгибе и кручении, мм³.


Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении рассчитаем по формулам (с 280 [1]):

(8.44)

(8.45)

где σ_-1и τ_-1– пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, σ_-1= 370 Н/мм², τ_-1 = 210 Н/мм², (табл. 12.8 [1]);

K_σD и K_τD – коэффициенты снижения предела выносливости;

Значения коэффициентов K_σD и K_τD рассчитаем по формулам (с 280 [1]):

(8.46)

(8.47)

где K_σ и K_τ – эффективные коэффициенты напряжений, K_σ =1,6, K_τ = 1,4 (табл. 12.16 [1]);

K_dσ и K_dτ – коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения, K_dσ = 0,77, K_dτ = 0,77 (табл. 12.13 [1]);

K_Fσ и K_Fτ – коэффициенты влияния качества поверхности, K_Fσ = 0,89, K_Fτ = 0,94 (табл. 12.14 [1]);

K_V – коэффициент влияния поверхностного упрочнения, K_V = 1 (табл. 12.15 [1]).


Коэффициент влияния асимметрии цикла определим по формуле (с 282 [1]):

(8.48)

где ψ_τ – коэффициент чувствительности материала к асимметрии, ψ_τ = 0,09 (табл. 12.8 [1]).

По формулам 8.44 и 8.45 рассчитаем пределы выносливости вала:


По формулам 8.40 и 8.41 рассчитаем коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:


По формуле 8.38 рассчитаем коэффициент запаса прочности в сечении:

Условие 8.39 выполнено, следовательно, сопротивление усталости вала обеспечено.

Выполним проверочный расчёт вала на статистическую прочность под колесом.

Механические характеристики стали 40Х (табл. 12.8 [1]):

σ_T = 640 H/мм²; σ_B = 790 H/мм²; τ_T = 380 H/мм²; d = 28 мм – диаметр вала под шестерней; K_П = 2,2 – коэффициент перегрузки (табл. 19.28 [1]).