Построение эпюры ВСФ для выходного вала

Эпюры внутренних силовых факторов для входного вала представлены на рис. 4.3, при этом крутящий момент численно равен вращающему:

Рис. 5.3 Эпюр ВСФ для выходного вала

 

Из рассмотрения эпюр внутренних силовых факторов и конструкции выходного вала следует, что опасными являются сечения:

I-I- место установки на вал зубчатого колеса. Установка выполнена на вал диаметром d_k = 40 мм с применением шпоночного соединения. Сечение нагружено изгибающим и крутящим моментами; концентратор напряжений – паз на валу под шпонку;

II-II- место установки на вал подшипника в опоре 2: сечение нагружено изгибающим и крутящим моментами; концентратор напряжений - посадка с натягом внутреннего кольца подшипника на вал.

Определение силовых факторов

Сечение I-I

Изгибающие моменты, Нм:

- в горизонтальной плоскости (XOZ):

- в вертикальной плоскости (YOZ):

- момент от консольной силы:

Нм

Суммарный изгибающий момент, Н м:

Крутящий момент, Н м:

Нм

Сечение II-II

Изгибающий момент, Н м:

Крутящий момент, Н м:

Геометрические характеристики опасных сечений

Сечение I-I

 - момент сопротивления сечения на изгиб;

 - момент сопротивления сечения на кручение;

 - площадь сечения;

Здесь - диаметр вала под зубчатое колесо.

Сечение II-II

Здесь - диаметр вала под внутреннее кольцо подшипника.

Расчет вала на статическую прочность

Сечение I-I

Напряжения изгиба с растяжением (сжатием)  и напряжения кручения , МПа:

Где - коэффициент перегрузки

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Где - предел текучести по нормальным напряжениям для материала шестерни: МПа;

- предел текучести по касательным напряжениям: МПа.

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

Сечение II-II

Напряжения изгиба с растяжением (сжатием)  и напряжение кручения , МПа:

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным на­пряжениям:

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести: