Промежуточный вал

Определим изгибающие моменты:

· Вертикальная плоскость:

;

;

· Горизонтальная плоскость:

;

;

По полученным данным построим эпюру изгибающих моментов вала (рис. 9.1.).

Рисунок 9.1 - Расчетная сх ема промежуточного вала.

Наибольший изгибающий момент действует в сечении D, однако, в данном сечении

шестерня выполнена заодно с валом (т.е. диаметр вала конструктивно увеличен) и проверку усталостной прочности данного сечения не производим. Опасным в нашем случае является сечение С, в которомимеется несколько концентраторов напряжений (шпоночный паз, посадка с натягом, галтель) и действуют пиковые изгибающие моменты и полный вращающий момент (9.1)

Определим коэффициент запаса усталостной прочности по формуле:

(9.2)

где: - коэффициенты запаса усталостной прочности по нормальным и касательным напряжениям соответственно;

- допускаемое значение коэффициента запаса усталостной прочности ( =2.5÷4).

Коэффициент запаса усталостной прочности:

- по нормальным напряжениям:

; (9.3)

- по касательным напряжениям:

; (9.4)

где: - пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изменений напряжений изгиба и кручения:

(9.5)

(9.6)

где: - предел прочности (для стали 45 = 890 МПа);

;

.

- амплитудные значения напряжений изгиба и кручения;

- средние значения напряжений изгиба и кручения (при реверсивном режиме работы ).

(9.7)

Для определения найдем осевой момент сопротивления:

(9.8)

.

(9.9)

Для определения найдем полярный момент сопротивления:

(9.10)

(9.11)

Имеем:

- коэффициенты концентрации напряжений, зависят от типа концентратора и прочности материала;

- коэффициент, учитывающий размер (диаметр) детали;

- коэффициент, учитывающий состояния поверхности вала;

- коэффициенты асимметрии цикла.

Принимаем значения коэффициентов:

- коэффициенты концентрации напряжений от шпоночного паза при σ_в=900 МПа

, /1, табл.6.5/;

- коэффициенты, учитывающие размер детали (при d =34 мм)

, /1, табл. 6.8/;

- коэффициенты, учитывающие состояние поверхности вала при отсутствии упрочняющей обработки

;

- коэффициенты асимметрии цикла для углеродистой стали

, /1, стр.100/

Коэффициент запаса усталостной прочности:

- по нормальным напряжениям:

;

- по касательным напряжениям:

;

Коэффициент запаса усталостной прочности:

.