Металлорежушие станки

курсовая работа

13.1 Расчёт вала на прочность

Определение реакций опор и изгибающих моментов на наиболее нагруженном валу.

Силы в зацеплении:

755,5 Н

894,7 709,9 Н

где угол зацепления по ГОСТ 13755-81

2277 Н

2277 2165,5 Н

Определим нагрузку в опорах.

Вертикальная плоскость.

=

=

Горизонтальная плоскость.

=

Находим изгибающий момент в горизонтальной плоскости.

0<x<l1

My(x)=Ray*x

My(0)=0

My(l1)=Ray* l1=269,9*58=15,6*10 3 Н*м

l1<х<(l1+l2)

My(x)=Ray*x-Fr8*(x-l1)

My(l1+l2)=Ray*(l1+l2)-Fr8*l2=269,9*(58+78)-709,9*78=-18,7*10 3 Н*м

My(х)=Ray*x-Fr8*(x-l1)+Fr9*(х-(l1+l2))

(l1+l2)<x<(l1+l2+l3)

My(l1+l2+l3)=Ray*(l1+l2+l3)-Fr8*(l2+l3)+Fr9*l3=0

Находим изгибающий момент в вертикальной плоскости.

0<х<l1

Mx(x)=-Rax*l1

Mx(0)=0

Mx(l1)=Rax*l1=275,9*58=16*10 3 Н*м

l1<х<(l1+l2)

Mx(x)=Rax*x+Ft8*(x-l1)

Mx(l1+l2)=Rax*(l1+l2)-Ft8*l2=275,9*(58+78)-755,5*78=-21,4*10 3 Н*м

(l1+l2)<х<(l1+l2+l3)

Mx(х)=Rаx*x-Ft8*(x-l1)+Ft9*(х-(l1+l2))

Mx(l1+l2+l3)=Rаx*(l1+l2+l3)+Ft8*(l2+l3)-Ft9*l3 =0

Суммарный изгибающий момент

М?=

0<X<l1

М?(0)=0

l1<X<(l1+l2)

М?(l1)==22,3*103 Н*м

М?(l1+l2)==28,4*103 Н*м

(l1+l2)<X<(l1+l2+l3)

М?(l1+l2+l3)=0

Рис. 6

Опасным сечением является место расположения колеса 7

Максимальный изгибающий момент М?=28,4 x103 Нм

Крутящий момент Т=27,2 Нм

W=

Wк=

W=мм3

Wк= мм3

Примем, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу (уа= уmаx, ум=0), а касательные напряжения- по пульсирующему циклу (а= м =0,5 х ).

Материал вала - сталь 45(ут=500 МПа, ув=750 МПа, у-1=330 МПа, -1=180 МПа).

Рассмотрим сечение

а=м=0,5 х =103 x Т/(2 x WK)

а=м =(27,2 х 103)/(2 х5298,7)=2,57 МПа

уа=103 х М/W

уа =(28,4 х 103)/2649,4=10,2 МПа

Запас прочности рассчитывается по формуле:

S=

S =

S =

где:

у -1D и -1D пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении

у -1D = у -1уD

-1D = -1 D

КуD=

КD=

где:

К и К - эффективные коэффициенты концентрации напряжений

Кdу и Кd - коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения

КFу и КF - коэффициенты влияния качества поверхности

Кн - коэффициент влияния поверхностного упрочнения

К =2,3 К=2,15 [2,таб.10.10]:

Кdу = Кd=0,85 [2, таб.10.7]:

КFу =0,85 КF=0,9 [2,таб.10.8]:

Кн =2,5 [2,таб.10.9]:

КуD=

КD=

у -1D = 330 /1,15=287

-1D = 180 /1,06=170

D=/KD

где:

D- коэффициент влияния асимметрии цикла для рассматриваемого сечения вала

- коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений

D=0,09/1,06=0,085

S =

S =

S=

Так как [S]=1,5?2,0 то условие прочности выполняется

Делись добром ;)