Уточненный расчет пильного вала
Уточненный расчет вала проводится как проверочный с целью определения коэффициента запаса усталостной прочности вала в опасном сечении. Из предыдущих расчетов имеем величину сил, действующих на вал, и размеры вала. Рассчитаем реакции опор и построим эпюры изгибающих и крутящих моментов. В расчете используем справочные данные [5]. Расчетная схема пильного вала представлена на рис. 2.6.
Рис. 2.5 – Компоновка пильного вала
Рис. 2.6. Расчетная схема пильного вала
Определим силы и моменты, действующие на пильный вал. Усилие, действующее на вал от силы резания, находим по формуле:
, Н,
где Np – мощность резания с учетом перегрузки двигателя, кН; Vp – скорость резания, м/с. Н Усилие от клиноременной передачи по формуле (2.8) равно: Qкл =781,38 Н Длины участков находим из компоновки (см. рис. 2.5.): l1= 70 мм, l2 = 230 мм, l3 = 55 мм Определим реакции опор в горизонтальной плоскости XOY: ∑МВ = 0 (сумма моментов относительно точки В равна 0)
, Н
Н ∑MA = 0: (сумма моментов относительно точки А равна 0)
, Н
Н Проверка: ∑Y = 0: (сумма проекций сил на ось Y равна 0)
0=0 Проверка выполнена. Определим реакции опор в вертикальной плоскости XOZ = 0: ∑МВ = 0 (сумма моментов относительно точки В равна 0)
, Н
Н ∑МА = 0: (сумма моментов относительно точки А равна 0)
, Н
Н Проверка: ∑Z = 0: (сумма проекций сил на ось Z равна 0)
– 186,85 + 968,23 – 781,38 = 0, 0 = 0. Проверка выполнена. Определим изгибающие моменты (горизонтальная плоскость XOY): точка С: МCY =0, точка А: М AY = FK·l1 = 90 · 0,07 = 6,3 Н, точка В: MBY =0, точка D: МDY = 0. Определим изгибающие моменты (вертикальная плоскость XOZ): точка С: MCZ=0, точка A: MAZ = 0, точка В: MBZ = – Qкл · l3 = -781,38 · 0,055 = – 42,98 Н, точка D: MDZ =0. Эпюры изгибающих моментов представлены на рис. 2.7.
Рис. 2.7 – Эпюры изгибающих моментов
Определяем результирующие реакции опор:
, Н
Н
, Н
Н Определяем результирующие изгибающие моменты:
, Н·м Н·м
, Н·м
Н·м Опасным является сечение в точке В. При одновременном действии напряжений изгиба и кручения коэффициент запаса усталостной прочности определяем по формуле:
, (2.10)
где nσ, nτ – коэффициенты запаса по изгибу и кручению; [n] – допустимый коэффициент запаса усталостной прочности, [n]= 1,5…2,5. Так как вал не работает на кручение, то расчет ведем только по напряжениям изгиба. Коэффициент запаса усталостной прочности по изгибу определяем по формуле:
, (2.11)
где – предел выносливости стали при изгибе; =410 МПа; - эффективный коэффициент концентрации напряжений при изгибе, =1; β – коэффициент влияния на предел усталости состояния поверхности вала, β = 1,6; – масштабный фактор для нормальных напряжений, = 0,83; – переменная составляющая цикла напряжений; - коэффициент, отражающий влияние постоянной составляющей цикла напряжений на величину предела выносливости, = 0,1; – постоянное напряжение цикла, = 0. Переменная составляющая цикла напряжений равна:
, (2.12)
где Ми – изгибающий момент в опасном сечении, Н·м; Wu – момент сопротивления изгибу, мм. Для опасного сечения:
, мм3
мм3 Переменная составляющая цикла напряжений по формуле (2.12) равна: МПа Коэффициент запаса усталостной прочности по изгибу определяем по формуле (2.11): Определяем коэффициент запаса прочности вала по формуле (2.10): Условие усталостной прочности соблюдается, т.е. вал обладает запасом прочности при усталостном разрушении.
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (263)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |