3. Силы в зацеплении.

3.1. Силовая схема редуктора.

Определим силы действующие на колеса 2 и 3.

Окружная сила

F_t2 = 2T₂ / d₂ = 2595 / 0,289 = 4117,6 H

F_t3 = 2T₃ / d₃ = 2595 / 0,144 = 8263,9 H

Радиальная сила

F_r2 = F_t2tg (20) / cos = 4117,60,36397 / 0,93247 = 1607,2 H

F_r3 = F_t3tg (20) / cos = 8263,90,36397 / 0,93247 = 3225,6 H

Осевая сила

F_x2 = F_t2tg  = 4117,60,38740 = 1595,2 H

F_t3x = F_t3sin 30 = 0,58263,9 = 4131,9 H

F_t3y = F_t3cos 30 = 0,8668263,9 = 7156,7 H

F_r3x = F_r3 sin 30 = 0,53225,6 = 1612,8 H

F_r3y = F_r3cos 30 = 0,8663225,6 = 2793,4 H

4. Проектирование выходного вала.

4.1. Проектный расчет вала.

Задачей данного раздела является предварительное определение минимального диаметра вала.

Критерий расчета – статическая прочность.

Определим диаметр выходного конца вала

Округляем полученный диаметр по стандартному ряду: d = 55 мм.

Ч ертеж вала.

1

и

р

о

в

а

л

Ф

о

р

м

а

т

A

4

.2. Реакции в опорах.

F_x = -F_t3x+R_x1+F_t2-R_x2+F_r3x=0

R _x1 = F_t3x -F_t2+R_x2 -F_r3x = 4131.9 – 4117 + 4023 -1612.8 = 2425 Н

F_y = -F_r3y+R_y1-F_r2-R_y2-F_t3y=0

R_y1 =F_r3y+F_r2+R_y2 +F_t3y = 2793+1607.2+6957+7156.7 = 18514 H

4.3. Проверочный расчет шпоночных соединений.

Материал шпонок - сталь 45 нормализованная.

Формула для определения напряжения смятия и условие прочности имеет вид:

_см = 100120 МПа

Формула для проверки шпонки на срез

_ср = 100120 МПа

Рассмотрим сечение а-а

T = 595 Нм d = 55 мм h = 10 мм

t1 = 6 мм L = 63 мм b = 16 мм

т.е. условия прочности шпонки в сечении А-А выполняются.

Рассмотрим сечение в-в

T = 595 Нм d = 70 мм h = 12 мм

t1 = 7,5 мм L = 56 мм b = 20 мм

т.е. условия прочности шпонки в сечении В-В выполняются.

4.4. Проверочный расчет вала.

Уточненный проверочный расчет заключается в определении коэффициентов запаса прочности S в опасных сечениях. Расчетное значение S должно быть не меньше допускаемого S=2,5. S определяется по формуле:

где

_-1 – предел выносливости при симметрическом цикле изгиба. Для углеродистых конструкционных сталей _-1 = 0,43_в . Для стали 45 _в = 650 МПа.

_-1 = 0,43650 = 297,5 МПа.

k_ - эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений.

_ – масштабный фактор для нормальных напряжений.

 – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности.

_v - амплитуда цикла нормальных напряжений.

_m – среднее напряжение цикла нормальных напряжений.

коэффициент , для углеродистых сталей _ = 0,2.

где

_-1 = предел выносливости стали при симметричном цикле кручения.

_-1 = 0,58_-1 = 377 МПа.

для углеродистых сталей _ = 0,1.

k_ - эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений при кручении.

_ = 0,7 масштабный фактор для нормальных напряжений при кручении.

 = 0,9 коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности при кручении.

_v = _m =0,5 _max = 0,5T / W_k ,