Проверка тихоходного вала на усталостную прочность

Принимаем за опасное сечение, сечение D-D, т.к. там действуют большие моменты и вал ослаблен шпоночным пазом.

 

 

- изгибающий момент в сечении D-D

 

,

 

- осевой момент сопротивления вала;

 

- нормальное амплитудное напряжение в опасном сечении;

 

 

- полярный момент инерции сопротивления вала;

 

 

- амплитудное касательное напряжение в опасном сечении;

 

- эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений

 

-коэффициент концентрации нормальных напряжений;

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

- коэффициент влияния шероховатости поверхности;

- коэффициент влияния поверхностного упрочнения;

=4,6

 

- предел выносливости гладких образцов при симметричном цикле нагружения;

 

 

- предел выносливости в расчетном сечении вала;

 

 

- коэффициент концентрации касательных напряжений;

- эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений;

=3,2

 

- предел выносливости гладких образцов при кручении;

 

Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

 

 

Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении

 

 

Т.к. S>[S], следовательно, вал обладает требуемой усталостной прочностью.

 

Проверка подшипников тихоходного вала

 

Опора В более нагружена , следовательно, проверку подшипников проводим в ней.

;

;

 

По таблице определяем е=0,22;

По таблице определяем Y=1,99;

 

Т.к. <e, следовательно, - не учитывается.

Считаем эквивалентную нагрузку

 

 

- грузоподъемность подшипника по документации

,

 

Считаем, что Подшипник 317 ГОСТ 8338-75 удовлетворяет предъявленным требованиям.

Быстроходный вал

 

Материал вала принимаем такой же как у шестерни

- допускаемое напряжение кручения

Диаметр выходного конца быстроходного вала

 

, где

 

- крутящий момент на шестерне быстроходной ступени;

По ГОСТ 12080-66 принимаем ближайшее к вычисленному значению диаметра, т.е.

Назначаем диаметры ступенек под подшипники

Принимаем =35 мм

Определяем диаметр буртика

с=6

 

Предварительно выбираем подшипник средней серии

Подшипник №307 ГОСТ 8338-75

d_ПБ=35мм – диаметр подшипника быстроходного вала;

D_Б=80мм – внешний диаметр подшипника быстроходного вала;

b_Б=21мм – ширина подшипника быстроходного вала;

с=33,2кН – динамическая грузоподъемность;

с₀=18кН - статическая грузоподъемность;

l_ПБ=1,5·d_ПБ=1,5·35=52,5мм – длина ступеньки под подшипник;

Рисунок 7 - Схема быстроходного вала

Необходимые расстояния для определения опорных реакций

 

 

 

Силы действующие на вал

- усилие от соединительной муфты;

 

- окружная сила на шестерне;

 

- осевая сила;

 

- радиальная сила;