Материалы и допускаемые напряжения
Допускаемые напряжения при расчете осей и валов ориентировочно выбирают , составленной на основании накопленного опыта и проведенных экспериментов.
Пример расчета невращающейся оси. Определить требуемый диаметр оси блока . Натяжение каната (2 = 1500 кгс, длина ступицы блока а = 160 мм и толщина пластины обоймы 15 мм.
Нагрузку от натяжения каната можно считать равномерно распределенной по длине ступицы блока а; равнодействующая этой нагрузки. Будет равна удвоенному натяжению каната .
2. Определяем опорные реакции, считая, что опоры расположены симметрично от равнодействующей силы, и строим эпюру изгибающих моментов:
3. Выбираем материал для изготовления оси. Принимаем сталь 45, тогда , поскольку цикл пульсирующий, так как необходимо учитывать возможные колебания нагрузки (канат натянут или свободен).
Пример расчета вала. Определить диаметр быстроходного вала редуктора в опасном сечении, если передаваемая мощность n = 13,8 квт, частота вращения вала п = 980 об/мин. И окружное усилие на зубчатом колесе р = 305 кгс.
Составляем расчетную схему. Рассматриваем вал как балку на двух опорах, расположенных симметрично центру зубчатого колеса. Принимаем расстояние между центрами опор= 170 мм.
Определяем радиальное усилие на вал рг по заданному окружному усилию, на зубе шестерни.
Определяем реакции опор, учитывая, что они расположены симметрично относительно центра шестерни:
Определяем изгибающие моменты в опасном сечении (по центру шестерни) в вертикальном и горизонтальном направлениях и строим эпюру : от силы подбираем материал для изготовления вала и определяем допускаемое напряжение на изгиб по симметричному циклу .
Принимаем сталь 45 с механическими характеристиками а61 кгс/мм2, 0т=36 кгс/мм2; для стали 45 допускаемое напряже кгс/см2. Но, учитывая, что на валу имеются концентраторы напряжений, снижаем табличное значение допускаемого напряжения на 25% , откуда и 0,75-650 ~ 490 кгс/см2.