Ориентировочный расчёт валов.

Ведущий вал.

Диаметр входного конца вала определим из расчёта на кручение, приняв допускаемое напряжение ; примем по ГОСТ d₂ = 65мм.

Диаметры участков валов под манжетой и подшипником увеличиваем на 5мм.

Диаметры участков валов под зубчатым колесом увеличиваем на 10мм.

Окончательно диаметры участков валов примем после эскизной компоновки, подбора подшипников, проверки их на долговечность и расчёта опасных сечений валов на усталостную выносливость и жёсткость.

Расчёт ведущего вала.

F_t1 = 3008 H, F_r1 = 1095 H.

= 704 Н – усилие от несоосности полумуфт.

D_П = 0,12м – диаметр расположения пальцев в муфте.

Вертикальная плоскость .

;

Вертикальная плоскость .

= 717 Н;

Горизонтальная плоскость , =1971 Н;

= 876 Н.

Определим суммарные реакции: = 1132 Н; В = 4848 Н.

Согласно курса «Сопротивление материалов» рассчитаем эпюры изгибающих моментов в характерных точках вала в различных плоскостях.

- суммарный изгибающий момент.

- приведённый момент.

Расчёт ведомого вала.

F_t2 = 3008 H, F_r2 = 1095 H.

= 2676 Н – усилие от несоосности полумуфт.

D_П = 0,17м – диаметр расположения пальцев в муфте.

Вертикальная плоскость .

;

Вертикальная плоскость .

= 5385 Н;

Горизонтальная плоскость , =811 Н;

= 1906 Н.

Определим суммарные реакции: = 5446 Н; В = 2291 Н.

Согласно курса «Сопротивление материалов» рассчитаем эпюры изгибающих моментов в характерных точках вала в различных плоскостях.

- суммарный изгибающий момент.

- приведённый момент.

Расчёт подшипников качения на долговечность для выходного вала.

Срок службы подшипника определяется по формуле:

= 0,116*10⁶ часов > [L_h] = 10 000 часов.

Проверяем подшипник № 320 по ГОСТ 8338 – 85.

Размеры подшипника: .

С = 81,7*10³ Н – динамический градиент,

= 3,0 – коэффициент, зависящий от типа подшипника, при шариках =3,

n = 200 об/мин – число оборотов вала.

= 11437 Н – приведённая нагрузка на опоре.

А = 5446 Н – суммарная реакция на опоре.

K_V = 1,0 – коэффициент вращения,

- коэффициент безопасности,

- коэффициент температуры.

Уточнённый расчёт ведомого вала в опасном сечении.

Материал вала – сталь 45 ГОСТ 1050-80, нормализованная НВ200,

Проверяем вал в сечении на прессовке подшипника № 313 ГОСТ 8338-85.

Концентрация напряжения обусловлена на опоре В посадкой на диаметре 65К6.

- Коэффициенты концентрации: = 4,7;

- Крутящий момент: Т₂ = 910 нм.

- Суммарный изгибающий момент: = 535,2 нм.

- Момент сопротивления кручению: W_КИ = 0,2*d³ = 0.2*70³=68600 мм³.

- Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

= 6,6 МПа;

- Амплитуда нормальных напряжений изгиба: = 15,6 МПа;

- Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям: 3,07;

- Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

6,0;

- Суммарный коэффициент запаса усталостной выносливости и жёсткости:

.