Модернизация пневмоочистительной машины ПОМ-4 (стр. 4 из 8)
МПа.Допускаемое напряжение смятия [15]:
, (3.43)где
- предел текучести; для стали 45 =590 МПа [10]. 
МПа.Прочность достаточна.
На коническом выходном конце средний диаметр
мм. Принята шпонка 25´14´110. Глубины пазов t1=9 мм, t2=5,4 мм [15]. Рабочее напряжение смятия: 
МПа.Прочность достаточна.
Расчет прессового соединения.
Исходные данные.
Момент на одном полушевроне Т=4659/2=2330 Н×м.
Осевая сила Fa=9,4 кН.
Номинальный диаметр d=115 мм.
Диаметр ступицы d2=180 мм.
Рабочая длина ступицы lст=90 мм.
Коэффициент трения f=0,08 [7].
Расчетный натяг
, (3.44)где К - коэффициент запаса по сцеплению, принят К=2,5 [7]; E1=E2-модуль упругости стали, Е=2,15×105 МПа; С1 и С2- коэффициенты, получаемые из решения задачи Лямэ.
, (3.45)где
- коэффициенты Пуассона, для стали m=0,3; d1- внутренний диаметр вала, d1=0. 
. (3.46) 
; 
.Величина расчетного натяга
мкм.Поправка на шабровку при напрессовке
, (3.47)где
и 
- максимальные вычеты микронеровностей, принято =6,3 мкм, =10 мкм. 
мкм.Технологический натяг.
NT=48+20=68 мм.
Принята посадка Æ=115 H7/t6=Æ=115
c натягами Nmin=69 мкм и Nmax=126 мкм.Расчет вероятностных натягов. Средний натяг
Nm=0,5(Nmin+Nmax)=0,5(69+126)=97,5 мкм. (3.48)
SA=(Es-Ei)/6=TD/6=35/6=5,83 мкм. (3.49)
SB=(es-ei)/6=Td/6=(126-104)/6=3,67 мкм.
Среднее квадратическое отклонение табличного натяга
SN=
мкм. (3.50)Минимальный вероятностный натяг
Npmin=Nm-UpSN, (3.51)
где Up- квантиль нормального распределения.
При надежности P=0,999 Up=3,09 [6] и Npmin=97,5-3,09×6,89=76 мкм.
При надежности P=0,99 Up=2,33 [6] и Npmin=81 мкм.
Посадка принята верно.
Уточненный расчет.
Расчетными приняты сечения А, Б и В. Крутящий момент Т=2330 Н×м.
Изгибающий момент М=3582 Н×м.
Осевая сила Fa=9,4 кН.
Концентратор напряжения - шпоночная канавка.
Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям
; 
, (3.52)где
и 
- пределы выносливости, для стали 45 =250 МПа, =150 МПа [15]; 
и 
- эффективные коэффициенты концентрации напряжений, =1,46, =1,54 [15]; 
и 
- масштабные коэффициенты, =0,7, =0,59 [15]; 
и 
- коэффициенты, =0,05, =0 [15]; 
- амплитудное напряжение цикла; для симметричного цикла = 
.Момент сопротивления:
(3.53) 
МПа; 
- среднее напряжение цикла: 
МПа. (3.54)
- амплитудное напряжение цикла; при нереверсивной работе: 
. (3.55)Полярный момент сопротивления:
мм3. (3.56) 
МПа. 
Общий коэффициент запаса:
. (3.57)Рекомендуемый коэффициент запаса [S]=2,5…3,5 [15]. Прочность достаточна.
Сечение Б - слева от середины венца.
Крутящий момент Т=4956 Н×м.
Изгибающий момент М=3040 Н×м.
Осевая сила Fa=0 кН.
Амплитудные напряжения цикла:
МПа. 
МПа.Среднее напряжение цикла
=0,94 МПа. 
Прочность достаточна.
Крутящий момент Т=4108 Н×м. Напряжения цикла
.Полярный момент инерции при среднем диаметре d2ср=83,5 мм:
мм2. 
МПа. 
Прочность достаточна. Расчет быстроходного вала. Вал фиксированный. Диаметр опасного сечения:
мм.Принято d=95 мм. Диаметры шеек под подшипники d1=80 мм. Выходной конец - конический с наибольшим диаметром d2=71 мм.
Сила от несоосности муфты:
Fм=0,5×2×Т1/Do=0,5×2×2478×103/280=8850 Н.
Сосредоточенные моменты m1=Fad1 /2=9,4×191,18/2=8995 Н×м.
Расчетные схемы в направлениях осей Х и Z представлены на рисунке 3.2. Реакции опор в направлении Z (рисунок 3.1): R1z= R2z=Fr=5,9 кН.
Изгибающие моменты в направлении моментов Мz (эпюра на рисунке 3.2).
M3= R1zl1=5,9×87=513 Н×м.
=M3+m1=513+899=1412 Н×м.M4= 513 Н×м;
=1412 Н×м.Реакции опор в направлении Х (схема на рисунке 3.2).
кН.R1х=2×13,3+8,85-17,24=18,21 кН.
Изгибающие моменты в направлении Х (эпюра на рисунке 3.2)
M3=18,21×87=1584 Н×м.
M4=18,21(87+140)-13,3×140=2272 Н×м.
Mr=8,85×140=1239 Н×м.
Диаметр опасного сечения. Опасное сечение Б. Суммарный изгибающий момент слева и справа от сечения
Н×м. 