4.4.6. Перевірочний розрахунок вала на статичну міцність

Допустиме еквівалентне напруження:

МПа,

де = 1,5 при .

Згідно з умовою статичної міцності при коефіцієнті перевантаження К_п = 1,8

< МПа.

Статична міцність вала забезпечена.

4.4.7. Конструювання вала

З'єднання маточини колеса з валом діаметром d = 50мм здійснюється за посадкою .

В залежності від діаметра d₃ =50мм установ­люємо розміри шпоночного паза для призматичної шпонки розміром b h l (14 9 45).

Установлюємо величини радіусів галтелей: r = 1,5мм при переході від діаметра d = 40 мм до діаметра d = 45 мм і r = 2,5мм - при переході від діаметра d₂ =40мм до діаметра d₃ = 50 мм

Шорсткість поверхонь діаметром d₂ = 40мм для посадки підшипників приймаємо рівною R =0,63мкм, а для посад­ки зубчатого колеса на поверхні діаметром d = 50 мм - R_a = 2,5мкм.

Розміри фасок на віх ступенях вала приймаємо 1,5мм.

4.4.8. Перевірочний розрахунок вала на втомну міцність

Концентрація напружень в цьому перерізі зумовлена шпонковим пазом та гантеллю.

Визначаємо ефективні коефіцієнти концентрації напружень при зги­ні і крученні вала:

;

,

де та ефективні коефіцієнти концентрації напружень для зразка ослабленого шпоночним пазом; коефіцієнти стану поверхні; коефіцієнти впливу абсолютних розмірів деталі, для легованої сталі вони рівні.

Визначаємо напруження при згині:

МПа,

де = 10800мм осьовий момент опору для вала d = 50 мм з шпонковим пазом b h (14 9).

Амплітуда напружень при згині:

МПа.

Середнє значення напруження при згині .

Визначаємо напруження при крученні:

МПа,

де = 23050мм полярний момент опору для вала d = 50 мм з шпонковим пазом b h (14 9).

Амплітуда і середнє значення напружень при крученні:

МПа.

Визначаємо границі витривалості на згин і кручення при змінному ре­жимі навантаження.

За формулою для триступінчатої циклограми визначаємо еквівалентне число циклів наванта­жень:

.Визначаємо коефіцієнт довговічності:

,

де N_o= .

Визначаємо границі витривалості при згині і крученні з урахуванням зміни режиму навантаження:

МПа;

МПа.

Визначаємо коефіцієнт запасу міцності за нормальними напружен­нями:

,

де .

,

де .

Визначаємо загальний коефіцієнт запасу міцності:

.

Опір втомі забезпечується.

4.4.9. Перевірочний розрахунок шпонкових і шліцьових з'єднань

Крутний момент Т = 238Нм передається зубчатим колесом через призматичну шпонку b h l (14 9 45).

< ,

де .

Міцність шпонкового з'єднання забезпечена.

4.4.10. Підбір та розрахунок довговічності (ресурсу) підшипників ко­чення за динамічною вантажопідйомністю

Визначаємо радіальні навантаження на перший (опора А) та другий підшипники (опора В):

;

.

Визначаємо еквівалентне динамічне навантаження:

,

де V = 1 – коефіцієнт обертання (при обертанні внутрішнього кільця підшипника), - коефіцієнт безпеки при короткочасних перевантаженнях 180%, - температурний коефіцієнт.

Розрахункове еквівалентне динамічне навантаження знаходимо за наступною формулою:

.

Визначаємо розрахунковий ресурс підшипників:

млн. обертів;

год.,

де і - коефіцієнти, С = 31900Н динамічна вантажопідйомність,

- частота обертання вала. Оскільки > 17000год., довговічність підшипника забезпечена.