123827 (Проектирование главного редуктора вертолета), страница 3

Определяем диаметр вала из расчета на статическую прочность по шестерне

м.

Определяем диаметр вала из расчета на усталостную прочность по шлицам

м

Определяем диаметр вала из расчета на усталостную прочность по напряженной посадки ступицы на вал

м

Определяем диаметр вала из расчета на усталостную прочность по шестерне

м

Выходной вал:

Проверяем опасное сечение концентратор напряжения шлицы К_σ=2,5.

[σ] _{Ι Ι Ι}= МПа

Проверяем опасное сечение концентратор напряжения напряженная посадка ступицы на вал К_σ=4,5

[σ] _{Ι Ι Ι}= МПа

Проверяем опасное сечение концентратор напряжения напряженная посадка кольца подшипника на вал К_σ=4,5

[σ] _{Ι Ι Ι}= МПа

Определяем диаметр вала из расчета на статическую прочность по шлицам

м.

Определяем диаметр вала из расчета на статическую прочность по кольцу подшипника

м.

Определяем диаметр вала из расчета на усталостную прочность по шлицам

м

Определяем диаметр вала из расчета на усталостную прочность по напряженной посадки ступицы на вал

м

Определяем диаметр вала из расчета на усталостную прочность по кольцу подшипника

м

7.3.1 Проверочный расчет валов на выносливость

Входной вал:

Проверяем запас прочности по приделу выносливости в сечение где концентратор напряжения является шестерня

Значение эффективных коэффициентов концентрации принимаем по изгибу К_σ=1,735 по кручению К_τ=1,59

Значение масштабных факторов по изгибу ε_σ=0,62 по кручению ε_τ=0,74, d=120 мм.

Значение коэффициента чистоты поверхности ε_n=0,8.

Значение коэффициента учитывающего влияние асимметрии цикла при кручении принимаем ψ_τ=0,15

Определяем моменты сопротивления изгибу и кручению.

м³

м³

Так как действующая нагрузка неподвижна относительно корпуса, дисбалансная нагрузка отсутствует, а осевую нагрузку в следствии малости не принимаем в расчет, средние напряжение цикла можно принять равным нулю, т.е. σ_ср=0. Определяем запас усталостной прочности по шестерне.

Амплитуда изгибных напряжений

МПа;

Номинальное (средние) напряжение кручения

МПа;

амплитуда напряжений кручения

МПа

Определяем коэффициент запаса прочности при изгибе

Определяем коэффициент запаса при кручение

Запас прочности по усталости в данном сечение

Проверяем сечение где концентратор напряжений является галтель R=2 мм d₁=55 мм, d₂₌61мм.

Значение эффективных коэффициентов концентрации принимаем по изгибу К_σ=1,735 по кручению К_τ=2,21

Значение масштабных факторов по изгибу ε_σ=0,7 по кручению ε_τ=0,76, d=55 мм.

Значение коэффициента чистоты поверхности ε_n=0,8

Определяем моменты сопротивления изгибу и кручению.

м³

м³

Амплитуда изгибных напряжений

МПа;

Номинальное (средние) напряжение кручения

МПа;

амплитуда напряжений кручения

МПа

Определяем коэффициент запаса прочности при изгибе

Определяем коэффициент запаса при кручение

Запас прочности по усталости в данном сечение

Определяем в этом сечение запас статической прочности по пределу текучести: минимальное напряжение изгиба

МПа,

максимальное напряжение кручения

МПа

Коэффициенты запаса прочности составляют:

Что значительно выше допустимых

Промежуточный вал:

Проверяем сечение где концентратором напряжений является шлицы

Значение эффективных коэффициентов концентрации принимаем по изгибу К_σ=1,75 по кручению К_τ=1,6

Значение масштабных факторов по изгибу ε_σ=0,67 по кручению ε_τ=0,74, d=65 мм.

Значение коэффициента чистоты поверхности ε_n=0,8.

Значение коэффициента учитывающего влияние асимметрии цикла при кручении принимаем ψ_τ=0,15

Определяем моменты сопротивления изгибу и кручению.

м³

м³

Амплитуда изгибных напряжений

МПа;

Номинальное (средние) напряжение кручения

МПа;

амплитуда напряжений кручения

МПа

Определяем коэффициент запаса прочности при изгибе

Определяем коэффициент запаса при кручение

Запас прочности по усталости в данном сечение

Проверяем сечение где концентратором напряжений является напрессованное зубчатое колесо

Значение эффективных коэффициентов концентрации принимаем по изгибу к_σ/ε_σ=3,98 по кручению к_τ/ε_τ=2,83

Значение коэффициента чистоты поверхности ε_n=0,8

м³

м³

Амплитуда изгибных напряжений

МПа;

Номинальное (средние) напряжение кручения

МПа;

амплитуда напряжений кручения

МПа

Определяем коэффициент запаса прочности при изгибе

Определяем коэффициент запаса при кручение

Запас прочности по усталости в данном сечение

Проверяем сечение где концентратором напряжений является шестерня

Значение эффективных коэффициентов концентрации принимаем по изгибу К_σ=1,75 по кручению К_τ=1,6

Значение масштабных факторов по изгибу ε_σ=0,64 по кручению ε_τ=0,72, d=100 мм.

Значение коэффициента чистоты поверхности ε_n=0,8.

Значение коэффициента учитывающего влияние асимметрии цикла при кручении принимаем ψ_τ=0,15

м³

м³

Амплитуда изгибных напряжений

МПа;

Номинальное (средние) напряжение кручения

МПа;

амплитуда напряжений кручения

МПа

Определяем коэффициент запаса прочности при изгибе

Определяем коэффициент запаса при кручение

Запас прочности по усталости в данном сечение

Проверяем сечение где концентратор напряжений является галтель R=1,5 мм d₁=65 мм, d₂₌114мм.

Значение эффективных коэффициентов концентрации принимаем по изгибу К_σ=3 по кручению К_τ=2,5

Значение масштабных факторов по изгибу ε_σ=0,67 по кручению ε_τ=0,74, d=65 мм.

Значение коэффициента чистоты поверхности ε_n=0,8

Определяем моменты сопротивления изгибу и кручению.

м³

м³

Амплитуда изгибных напряжений

МПа;

Номинальное (средние) напряжение кручения

МПа;

амплитуда напряжений кручения

МПа

Определяем коэффициент запаса прочности при изгибе

Определяем коэффициент запаса при кручение

Запас прочности по усталости в данном сечение

Что меньше допускаемого. Применяем в качестве упрочняющей технологии дробеструйную обработку, что повысит придел выносливости на 70%. S=1,7∙S=2.85

Определяем в этом сечение запас статической прочности по пределу текучести: минимальное напряжение изгиба

МПа,

максимальное напряжение кручения

МПа

Коэффициенты запаса прочности составляют:

Что является выше допустимого

Выходной вал:

Проверяем сечение где концентратором напряжений является шлицы

Значение эффективных коэффициентов концентрации принимаем по изгибу К_σ=1,75 по кручению К_τ=1,6

Значение масштабных факторов по изгибу ε_σ=0,64 по кручению ε_τ=0,72, d=86 мм.

Значение коэффициента чистоты поверхности ε_n=0,8.

Значение коэффициента учитывающего влияние асимметрии цикла при кручении принимаем ψ_τ=0,15

Определяем моменты сопротивления изгибу и кручению.

м³

м³

Амплитуда изгибных напряжений

МПа;

Номинальное (средние) напряжение кручения

МПа;

амплитуда напряжений кручения

МПа

Определяем коэффициент запаса прочности при изгибе

Определяем коэффициент запаса при кручение

Запас прочности по усталости в данном сечение

Проверяем сечение где концентратором напряжений является напрессованное зубчатое колесо. Значение эффективных коэффициентов концентрации принимаем по изгибу к_σ/ε_σ=3,98 по кручению к_τ/ε_τ=2,83

Значение коэффициента чистоты поверхности ε_n=0,8

м³, м³

Амплитуда изгибных напряжений

МПа;

Номинальное (средние) напряжение кручения

МПа;

амплитуда напряжений кручения

МПа

Определяем коэффициент запаса прочности при изгибе

Определяем коэффициент запаса при кручение

Запас прочности по усталости в данном сечение

Проверяем сечение где концентратором напряжений является напрессованное кольцо подшипника

Значение эффективных коэффициентов концентрации принимаем по изгибу к_σ/ε_σ=4,1 по кручению к_τ/ε_τ=3

Значение коэффициента чистоты поверхности ε_n=1

м³

м³

Амплитуда изгибных напряжений

МПа;

Номинальное (средние) напряжение кручения

МПа;

амплитуда напряжений кручения

МПа

Определяем коэффициент запаса прочности при изгибе

Определяем коэффициент запаса при кручение

Запас прочности по усталости в данном сечение

Проверяем сечение где концентратор напряжений является галтель R=2 мм d₁=92 мм, d₂₌100мм.

Значение эффективных коэффициентов концентрации принимаем по изгибу К_σ=2,66 по кручению К_τ=2,4

Значение масштабных факторов по изгибу ε_σ=0,64 по кручению ε_τ=0,72, d=92 мм.

Значение коэффициента чистоты поверхности ε_n=0,8

Определяем моменты сопротивления изгибу и кручению.

м³

м³

Амплитуда изгибных напряжений

МПа;

Номинальное (средние) напряжение кручения

МПа;

амплитуда напряжений кручения

МПа

Определяем коэффициент запаса прочности при изгибе

Определяем коэффициент запаса при кручение

Запас прочности по усталости в данном сечение

Определяем в этом сечение запас статической прочности по пределу текучести: минимальное напряжение изгиба

МПа,

максимальное напряжение кручения

МПа

Коэффициенты запаса прочности составляют: