6.2.2 Силы, действующие на вал

- усилие от соединительной муфты;

- окружная сила на колесе;

- осевая сила;

- радиальная сила;

где - угол зацепления в нормальном сечении α=20⁰

6.2.3 Уравнения моментов для определения опорных реакций

- сила реакции опоры В в вертикальной плоскости;

- сила реакции опоры А в вертикальной плоскости;

Проверка:

,

- сила реакции опоры В в горизонтальной плоскости;

- реакции опоры А в горизонтальной плоскости;

Проверка:

Реакции опор

6.2.4 Моменты для построения эпюр

Вертикальная плоскость:

Горизонтальная плоскость:

Рисунок 6 - Эпюра изгибающих и крутящих моментов тихоходного вала

6.2.5 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.

6.2.6 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.

6.3 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

6.3.1 Необходимые расстояния для определения опорных реакций

6.3.2 Силы действующие на вал

- усилие от соединительной муфты;

- окружная сила на шестерне;

- осевая сила;

- радиальная сила;

6.3.3 Уравнения моментов для определения опорных реакций

- сила реакции опоры В в вертикальной плоскости;

- сила реакции опоры А в вертикальной плоскости;

Проверка:

- сила реакции опоры В в горизонтальной плоскости;

- реакции опоры А в горизонтальной плоскости

Проверка:

Реакции опор

6.3.4 Моменты для построения эпюр

Вертикальная плоскость:

Горизонтальная плоскость:

Рисунок 8 - Эпюра изгибающих и крутящих моментов быстроходного вала