Konsol vertikal frezalash mashinasi 6P13 5

17. Расчёт вала на прочность

Для расчёта выбираем второе и пятое колесо третьего вала.



Размеры
Согласно схеме: l1 = 19 мм; l2 = 140 мм; l3 = 16 мм; l4 = 160 мм; l5 = 24 мм; l6 = 45 мм; l7 = 17 мм; d1 =d7 = 25 мм; d2 = d3 = d4 = d5 = d6 = 32 мм;
Нагрузки
Передаваемый момент Т = 123.376 Н∙м;
Окружная сила Ft₁ = 2570 Н;
Окружная сила Ft₂ = 3290 Н;
Радиальная сила Fr₁ = 925,2 Н;
Радиальная сила Fr₂ = 1184,4 Н;
Осевая сила Fa₁ = 0 Н;
Осевая сила Fa₂ = 0 Н;
Свойства материала
Материал колес – сталь 40Х
Предел прочности σ_т = 750 МПа;
Предел выносливости τ_т = 450 МПа.

18. Расчет на статическую прочность

Расчет на статическую прочность. Проверку статической прочности выполняют в целях предупреждения пластических деформаций в период действия кратковременных перегрузок (например, при пуске, разгоне, реверсировании, торможении, срабатывании предохранительного устройства)
Длины участков для расчетных схем вала:
L1 = 157.5 мм; L2 = 180 мм; L3 = 66,4 мм
Расчетная схема вала для построения эпюры Mx:

Эпюра M_x:

Расчетная схема вала для построения эпюры M_y:

Эпюра M_y:

Расчетная схема вала для построения эпюры N:

Эпюра N (осевые факторы):

Расчетная схема вала для построения эпюры M_кр:

Эпюра M_кр:

Очевидно, что опасным является место зубчатого зацепления, в котором действуют все виды внутренних факторов. Рассмотрим его:
M_x = 119616 Н∙мм;
M_y = 161679 Н∙мм;
F = 0 Н;
M_к = 123 Н∙м;
M_max = 482681 Н∙мм;
F_max = 2.4 ∙ 0 = 0 Н;
M_кmax = 2.4 ∙ 123 = 295,2 Н∙м.
Расчетный диаметр в сечении вала-шестерни: d = 432 мм.
W = 3216,99 мм³;
W_к = 6433,98 мм³;
A = 804,25 мм².
σ = 150,04 МПа;
τ = 45,88 МПа.
Частные коэффициенты запаса:
S_Tσ = 5;
S_Tτ = 9,81;
Общий коэффициент запаса:

ST =4,45.

Т.к. рассчитанный предел прочности σ = 150,4 МПа не превышает допустимое значением [σ] = 400 МПа, данную конструкцию можно считать пригодной.