Пример расчета вала на изгиб с кручением
Валы, работающие на кручение и изгиб, в процессе их проектирования рассчитывают на статическую прочность по наибольшим кратковременным усилиям, а также на выносливость по длительно действующим переменным усилиям:
Рис. 7.7.
Приведем пример расчета вала (рис. 7.7 а) на статическую прочность. На вал действуют две вертикальные силы F, и Fз одна горизонтальная сила F2 и три внешних момента: T1 =4 кН-м, T2 =10 кНм, Tз =6 кНм, вызывающих деформацию кручения. Материал вала сталь 45, предел текучести 0бщий нормативный коэффициент запаса прочности n, как произведение трех частных коэффициентов:
Принимаем n1 =1, 3 (учитываем среднюю точность определения напряжений), n2 =1, 4; n3 =1, 3 (учитываем среднюю степень ответственности детали). Таким образом, общий коэффициент запаса
Допускаемое напряжение 1. Строим эпюру изгибающих моментов от вертикальных сил Мv (рис. 7.7 б). 2. Строим эпюру изгибающих моментов от горизонтальных сил. Эпюра Mh условно совмещенная с плоскостью чертежа, показана на рис. 7.7 в. Поскольку сечение вала круглое, расчет ведется по формулам плоского изгиба по результирующему - (суммарному) моменту. 3. Суммарные изгибающие моменты в сечениях С и Е:
4. Строим эпюру крутящих моментов. Эпюра T показана на рис. 7.7 г. Определяем диаметр вала в опасном сечении С, где действуют наибольший изгибающий момент Mc tot =14, 1 кНм и крутящий момент Т = 6 кНм. Для подбора сечения применяем четвертую гипотезу прочности:
откуда
|
= 360 МПа, предел прочности 
= 610 МПа.
