Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Н·м.:

Н·м;

Определяем эквивалентные моменты:

Н·м;

Н·м;

Н·м;

5. Расчет валов на выносливость

Проверочный расчет валов на прочность выполняют на совместное действие изгиба и кручение . При этом расчет отражает разновидности цикла напряжений изгиба и кручения , усталостные характеристики материалов , размеры , форму и состояние поверхности валов . Проверочный расчет проводится после завершения конструктивной компоновки и установления окончательных размеров валов . Цель расчета заключается в определении коэффициентов запаса прочности в опасных сечениях вала и сравнении их с допускаемыми S ≥ [S]. При высокой достоверности расчета [S]=2,5 . Будем производить расчет для опасных сечений каждого из валов .

5.1 Проверка на усталостную прочность быстроходного вала

Определяем напряжения в опасных сечениях вала по формулам приложения [2], с.255, Н/мм² :

а) нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу , при котором амплитуда напряжений равна расчетным напряжениям изгиба , МПа:

,

где М– суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении вала ,Н∙мм; W–осевой момент сопротивления сечения вала , W=4287,5мм² ;

,

б) касательные напряжения изменяются по от нулевому циклу , при котором амплитуда цикла равна половине расчетных напряжений кручения , МПа :

где –крутящий момент, Н∙м; Полярный момент инерции сопротивления сечения вала, W_ρ =8575 мм² ;

Определяем коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала по формулам приложения [2], с.259:

;

где и – эффективные коэффициенты концентраций напряжений, / =3,5 , /=2,5; – коэффициент влияния шероховатости , =1; – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения ;

в) Определяем пределы выносливости в расчетном сечении валa по формулам приложения [2], с.259, Н/мм² :

где– и =0,58– пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения , Н/мм² ;