Курсовая работа: Расчет червячно-цилиндрического редуктора и электродвигателя

Назначаем материал вала – сталь 45 нормализованная (за исключением резьбового участка – закаленного токами высокой частоты) [2, с. 34, таблица 3.3], имеющую механические свойства:

- временное сопротивление на разрыв s_в = 570 МПа

- предел выносливости по нормальным напряжениям

s_-1 = 0,43 · s_в = 0,43 · 570 = 245 МПа

- предел выносливости по касательным напряжениям

t_-1 = 0,58 · s_-1 = 0,58 · 245 = 142 МПа

Определяем коэффициент запаса усталостной прочности в сечении под опорой «А» (концентратор напряжения – посадка с натягом)

где S_s – коэффициент запаса усталостной прочности при изгибе

k_σ / (ε_σ ∙β) = 2,83 [2, с. 162 … 166] – коэффициент концентрации напряжений изгиба, учитывающий тип концентратора (k_σ ), диаметр вала (ε_σ ) и шероховатость поверхности вала (β);

s_V – амплитуда цикла изгибных напряжений при симметричном цикле

W – момент сопротивления изгибу сечения вала

ψ_σ = 0,2 [2, с. 164] - коэффициент чувствительности вала к постоянной составляющей нормальных напряжений;

s_m – постоянная составляющая цикла нормальных напряжений (напряжение от осевых сил)

где F_a = 3990 Н – осевая сила на червяке (раздел 2)

S_t – коэффициент запаса усталостной прочности при кручении

k_τ / (ε_τ ∙β) = 3,27 [2, с. 162 … 166] – коэффициент концентрации напряжений кручения;

t_V – амплитуда цикла напряжений при кручения

W_КР – момент сопротивления кручению сечения вала

W_КР = 2 ∙ W = 2 ∙ 4209 = 8418 мм³

ψ_τ = 0,1 [2, с. 164] - коэффициент чувствительности вала к постоянной составляющей касательных напряжений;

τ_m = t_V = 2,8 МПа – постоянная составляющая цикла касательных напряжений (при отнулевом цикле изменения напряжений кручения);

Из расчета видно, что фактический коэффициент запаса усталостной прочности для опасного сечения вала S = 2,5 равен допустимого коэффициент запаса [S] = 2,5 [2, с. 162], следовательно, рассчитанный вал обладает достаточной усталостной прочностью.