Действующие нагрузки:
Радиальная сила
Крутящий момент -
Момент на барабане
, ,
Определим реакции опор в вертикальной плоскости.
. ,
.
. , ,
.
Выполним проверку: , ,
,
Следовательно вертикальные реакции найдены верно.
Определим реакции опор в горизонтальной плоскости.
. , ,
,
получаем, что .
. , ,
,
отсюда .
Проверим правильность нахождения горизонтальных реакций: , , , - верно.
Моменты в опасном сечении будут равны:
Расчёт производим в форме проверки коэффициента запаса прочности , значение которого можно принять . При этом должно выполняться условие, что , где - расчётный коэффициент запаса прочности, и - коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям, которые определим ниже.
Найдём результирующий изгибающий момент, как .
Определим механические характеристики материала вала (Сталь 45): - временное сопротивление (предел прочности при растяжении); и - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручении; - коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений.
|
|
Определим отношение следующих величин:
, ,
где и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений, - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения. Найдём значение коэффициента влияния шероховатости и коэффициент влияния поверхностного упрочнения .
Вычислим значения коэффициентов концентрации напряжений и для данного сечения вала:
,
.
Определим пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:
,
.
Рассчитаем осевой и полярный моменты сопротивления сечения вала:
,
где - расчётный диаметр вала.
Вычислим изгибное и касательное напряжение в опасном сечении по формулам:
,
.
Определим коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
.
Для нахождения коэффициента запаса прочности по касательным напряжениям определим следующие величины. Коэффициент влияния асимметрии цикла напряжений для данного сечения . Среднее напряжение цикла . Вычислим коэффициент запаса
.
Найдём расчётное значение коэффициента запаса прочности и сравним его с допускаемым: - условие выполняется.