Привод к ленточному конвейеру для подачи формовочной земли в литейный цех (стр. 9 из 11)

S_τ = 10,063,

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = √ SSσ^×2 + S Sτ_τ2√ 6727,1476727,147 + × 10,063 10,063 = 6727,155

_σ

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5, Сечение проходит по прочности.

3 - E СЕЧЕНИE.

Диаметр вала в данном сечении D = 48,0 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Ширина шпоночной канавки b = 14,0 мм, глубина шпоночной канавки T₁ = 5,5 мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_σ = σ _{- 1} / ((k_σ / (σ_σ× β)) ×σ_v + φ_σ×σ_m), где: - амплитуда цикла нормальных напряжений: σ_v = M_изг / W_нетто = 15,32 МПа, здесь

Wнетто = π×32 D ³ - b × T₁2×× (D - T D ₁)²=

= 3,14 × 48,0³- 14,0 × 5,50 × (48,0 - 5,5)² = 10593,933 мм₃

32 2 × 48,0

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

σ_m = F_a / (π× D₂ / 4) = 0,173 МПа,

- φ_σ = 0,2 - см. стр. 164[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- k_σ = 1,8 = 1,8 - находим по таблице 8,5[1];

- ε_σ = 0,82 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:

S_σ = 9,665,

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_τ = τ _{- 1} / ((k_τ / (ε_t×β)) ×τ_v + τ_t×τ_m), где:

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла: τ_t = τ_m = τ_max / 2 = 0,5 × T_кр / W_{к нетто} = 3,792 МПа, здесь

π× D³b × T

Wк нетто = 16 - ₁2×× (D - T D ₁)²=

= 3,14 × 48,0³- 14,0 × 5,50 × (48,0 - 5,5)² = 21451,277 мм₃

16 2 × 48,0

- φ_t = 0,1 - см. стр. 166[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_τ = 1,7 = 1,7 - находим по таблице 8,5[1];

- ε_τ = 0,7 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:

S_τ = 19,705,

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = Sσ× Sτ = 9,665 × 19,705 = 21,947

9,665 + 19,705

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5, Сечение проходит по прочности.

4 - E СЕЧЕНИE.

Диаметр вала в данном сечении D = 40,0 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (см. табл. 8,7[1]). Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_σ = σ _{- 1} / ((k_σ / (σ_σ×β)) ×σ_v + φ_σ×σ_m), где: - амплитуда цикла нормальных напряжений:

σ_v = M_изг / W_нетто = 0,0 МПа, здесь

W_нетто = π× D³ - 3,14 × 40,0 ³ = 6283,185 мм₃

32 32

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

σ_m = F_a / (π× D₂ / 4) = 0,249 МПа,

- φ_σ = 0,2 - см. стр. 164[1];

β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- k_σ/ε_σ = 2,8 - находим по таблице 8,7[1]; Тогда:

S_σ = 6727,147,

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_τ = τ _{- 1} / ((k_τ / (ε_t×β)) ×τ_v + τ_t×τ_m), где:

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

τ_t = τ_m = τ_max / 2 = 0,5 × T_кр / W_{к нетто} = 6,473 МПа, здесь

π× D³ 3,14 × 40,0^{3 3} W_{к нетто} = - = 12566,371 мм

16 16

- φ_t = 0,1 - см. стр. 166[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_τ/ε_τ = 4,0 - находим по таблице 8,7[1]; Тогда:

S_τ = 10,063,

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = √ SSσ^×2 + S Sτ_τ2√ 6727,1476727,147 + × 10,063 10,063 = 6727,155

_σ

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5, Сечение проходит по прочности.

1 - E СЕЧЕНИE.

Диаметр вала в данном сечении D = 48,0 мм и d = 40,0 мм. Концентрация напряжений обусловлена галтелью (см. табл. 8,2[1]). Проверку будем проводить по 0 - му сечению, где наибольший изгибающий момент.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_σ = σ _{- 1} / ((k_σ / (σ_σ×β)) ×σ_v + φ_σ×σ_m), где: - амплитуда цикла нормальных напряжений:

σ_v = M_изг / W_нетто = 37,907 МПа, здесь

W_нетто = π× D³ - 3,14 × 40,0 ³ = 6283,185 мм₃

32 32

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

σ_m = F_a / (π× D₂ / 4) = 0,249 МПа,

- φ_σ = 0,2 - см. стр. 164[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1]; - k_σ = 2,05

- ε_σ = 0,85 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:

S_σ = 3,557,

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_τ = τ _{- 1} / ((k_τ / (ε_t×β)) ×τ_v + τ_t×τ_m), где:

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла: σ_tv = τ_m = τ_max / 2 = 0,5 × T_кр / W_{к нетто} = 6,473 МПа, здесь

W_{к нетто} = π× D³ - 3,14 × 40,0³ = 12566,371 мм₃

16 16

- φ_τ = 0,1 - см. стр. 166[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1]. - k_τ = 1,45

ε_τ = 0,73 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:

S_τ = 13,994,

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = √ SSσ×2 + S Sττ2 = √ 3,557 3,557 + 13,994 × 13,994 = 3,447

σ

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5, Сечение проходит по прочности.

3 - E СЕЧЕНИE.

Диаметр вала в данном сечении D = 48,0 мм и d = 40,0 мм. Концентрация напряжений обусловлена галтелью (см. табл. 8,2[1]). Проверку будем проводить по 0 - му сечению, где наибольший изгибающий момент.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_σ = σ _{- 1} / ((k_σ / (σ_σ×β)) ×σ_v + φ_σ×σ_m), где: - амплитуда цикла нормальных напряжений:

σ_v = M_изг / W_нетто = 25,831 МПа, здесь

W_нетто = π× D³ - 3,14 × 40,0 ³ = 6283,185 мм₃

32 32

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

σ_m = F_a / (π× D₂ / 4) = 0,249 МПа,

- φ_σ = 0,2 - см. стр. 164[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1]; - k_σ = 2,05

- ε_σ = 0,85 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:

S_σ = 5,218,

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_τ = τ _{- 1} / ((k_τ / (ε_t×β)) ×τ_v + τ_t×τ_m), где:

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла: σ_tv = τ_m = τ_max / 2 = 0,5 × T_кр / W_{к нетто} = 6,473 МПа, здесь

Wк нетто = π× D³ - 3,14 × 40,0³ = 3

12566,371 мм

16 16

- φ_τ = 0,1 - см. стр. 166[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_τ = 1,45

- ε_τ = 0,73 - находим по таблице 8,8[1]; Тогда:

S_τ = 13,994,

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = √ SSσ^×2 + S Sτ_τ2√ 5,218 5,218 + 13,994 × 13,994 = 4,889

_σ

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5, Сечение проходит по прочности.

РАСЧЁТ 3 - ГО ВАЛА.

Крутящий момент на валу T_кр = 628077,015 H×мм. Для данного вала выбран материал:

сталь 45, Для этого материала:

предел прочности σ_b = 780,0 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба σ _{- 1} = 0,43 ×σb = 335,4

МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле кручения τ _{- 1} = 0,58 ×σ _{- 1} = 194,532 МПа.

2 - E СЕЧЕНИE.

Диаметр вала в данном сечении D = 63,0 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Ширина шпоночной канавки b = 18,0 мм, глубина шпоночной канавки T₁ = 7,0 мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_σ = σ _{- 1} / ((k_σ / (σ_σ×β)) ×σ_v + φ_σ×σ_m), где: - амплитуда цикла нормальных напряжений:

σ_v = M_изг / W_нетто = 8,65 МПа, здесь

π× D³ b × T1× (D - T1)² = Wк нетто = 32 - 2 × D

3,14 × 63,0³18,0 × 7,0 × (63,0 - 7,0)²³

= - = 24100,307 мм

32 2 × 63,0

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

σ_m = F_a / (π× D₂ / 4) = 0,0 МПа,

- φ_σ = 0,2 - см. стр. 164[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- k_σ = 1,8 = 1,8 - находим по таблице 8,5[1];