Кинематический расчёт привода

10 Уточнённый расчёт  вала 

   Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному  циклу, а касательные  от кручения – по отнулевому (пульсирующему).

   Уточнённый  расчёт состоит в  определении коэффициентов  запаса прочности  s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s]. Прочность соблюдена при s ³ [s].

   Будем производить расчёт для предположительно опасного сечения выходного вала.

   Материал  вала сталь 45, термическая  обработка – улучшение. По таблице 3.3 [1] при диаметре заготовки 30 мм среднее значение s_В = 780 МПа.

   Предел  выносливости при  симметричном цикле  изгиба

   s_-1 » 0,43s_В = 0,43 × 780 ≈ 336 МПа.

Предел  выносливости при  симметричном цикле  касательных напряжений

    t_-1 » 0,58s_-1 = 0,58 × 336 = 195 МПа. 

   Сечение А-А. Это сечение, при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение.  Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночного паза.

   Коэффициент запаса прочности  по касательным напряжениям  S_t определяется по формуле 8.19 [1]

   где К_t -  эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений, К_t  = 1,7 – таблица 8.5;

       e_t -  масштабный фактор для касательных напряжений, e_t  = 0,77 – таблица 8.8;

       y_t -  коэффициент,  учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на усталость вала, y_t  = 0,2 – стр. 164;

      t_-1 -  предел выносливости материала вала при симметричном цикле

              кручения;

      t_v ,t_m – амплитуда и среднее напряжение от нулевого цикла 

   где Т₄ -  крутящий момент на четвёртом валу, Т₂  = 41,4 × 10 ³ Н×мм;

       W_Kнетто -  момент сопротивления кручению, мм ³; 

   где  d = 30 мм, b = 10 мм, t₁ = 5. 

   Коэффициент запаса прочности  по касательным напряжениям  S_t определяется

   Условие прочности имеет  вид  S ³ ,

   где  -  допускаемый коэффициент запаса прочности, =1,5.

   18,7 > 1,5 , условие выполняется.

   Расчёт  на жёсткость не требуется, так как требуемый  коэффициент запаса для обеспечения  жёсткости  = 2,5 меньше полученного коэффициента запаса прочности.