Расчет вала на статическую и усталостную прочность. Диаметры ступенчатого вала

Задание

Стальной вал переменного сечения посредством двух зубчатых колес передает мощность N при скорости вращения ω.

Выполнить расчет этого вала на статическую и усталостную прочность.

l=230 мм

a=70 мм

b=80 мм

c=40 мм

D₁=70 мм

D₂=70 мм

N=8 кВт

n=780 об/мин

h/r=3

Cталь 40

n_m=1.6

σ_T=580  МПа

σ_В=740  МПа

σ_-1=300  МПа

τ_-1=15  МПа

Вид обработки поверхности - полирование

Расчетно-проектировочная работа №5

Изм

Листт

№ Докум

Подп.

Дата

Разраб.

2006

Расчет вала на статическую и усталостную прочность

Лит

Лист

Листов

Провер.

2

11

ТулГУ,  гр.

Н.контр.

Утв.

Расчет вала на статическую и усталостную прочность

Лист

3

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

1. Статический расчет вала.

1.1. Определим крутящий момент, передаваемый валом.

Построим эпюру крутящих моментов M_K.

1.2. Определим окружные и радиальные усилия.

Окружные усилия

Радиальные усилия

Расчет вала на статическую и усталостную прочность

лист

4

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

1.3. Постоим эпюры изгибающих моментов M_X и M_Y  в плоскости yoz и xoz

Определим опорные реакции 

Определим изгибающие моменты

Расчет вала на статическую и усталостную прочность

лист

5

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

Определим опорные реакции 

Определим изгибающие моменты

1.4. Подберем диаметры ступенчатого вала

Расчет вала на статическую и усталостную прочность

Лист

6

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

1.5. Рассчитаем радиусы галтельных переходов.

2. Расчет вала на выносливость для двух сечений: 3 и 5 со шпоночным пазом.

2.1 Параметры циклов напряжений в сечении 3

2.2 Параметры циклов напряжений в сечении 5

2.3 Коэффициенты снижения усталостной прочности вала

Принимаем ξ_УПР=1

Коэффициенты входящие в выражения определяем из таблиц

Расчет вала на статическую и усталостную прочность

Лист

7

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

2.4 Запасы по усталостному разрушению для сечения 3

Запас по усталостному разрушению не обеспечен, введем дополнительную обработку поверхности вала - обдув дробью, при этом в расчете примем  ξ_УПР=1.9

2.5 Запасы по усталостному разрушению для сечения 5

Запас по усталостному разрушению не обеспечен, введем дополнительную обработку поверхности вала - обдув дробью, при этом в расчете примем  ξ_УПР=1.9

2.6 Запасы по усталостному разрушению для сечения 3, с учетом обработки поверхности вала.

Расчет вала на статическую и усталостную прочность

Лист

8

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

2.7 Запасы по усталостному разрушению для сечения 5, с учетом обработки поверхности вала.

Запас по усталостному разрушению обеспечен в обоих сечениях с небольшим запасом и не требует уменьшения диаметра вала в этих сечениях.

Расчет вала на статическую и усталостную прочность

Лист

9

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

Федеральное агентство образования Российской Федерации

Тульский государственный университет

Кафедра « Механики материалов »

Расчетно-графическая работа №5

« Расчет вала на статическую и усталостную прочность »

                                                        вариант 11

Выполнил  студент гр.

    Принял   

Тула 2006