5 Розрахунок валів редуктора на міцність,

жорсткість та стійкість

5.1 Вибір матеріалу валів та розрахунок допустимих напружень

Початкові дані:

Сили, які діють в зачепленні:

Колова сила F_t 11496,24 Н

Радіальна сила F_r 4266,65 Н

Осьова сила F_a 11496,24 Н

Коефіцієнт перенавантаження:

Обертовий момент на валу:

Допустиме навантаження на консолі тихохідного вала:

При розрахунку вала напрямок F_r приймаємо протилежним напрямку F_t, оскільки при цьому збільшується згинаючий момент в перерізі 1-1. Для розрахунку підшипників визначаємо також опорні реакції R_A та R_B.

В вертикальній площині з умови знаходимо опорні реакції :

Знак плюс означає, що спрямована вiрно.

З умови знаходимо опорну реакцію :

Знак плюс означає, що спрямована вiрно.

Перевірка:

В горизонтальній площині з умови знаходимо опорні

реакції :

Знак мінус означає, що спрямована в протилежну сторону .

Перевірка:

Для підшипників сумарні опорні реакції:

Згинаючі моменти в небезпечних перерізах

В вертикальній площині:

В горизонтальній площині:

Сумарний згинаючий момент:

343,86

741,59

436,8

977,18

860,67

343,86

Рисунок 5.1 - Схема навантаженя валу

Вибір матеріала

Матеріал тихохідного вала – 40ХН

Твердість HB – 200

Границя міцності

Границя плинності

Границя плинності при сдвигу

Границя витривалості

_{Границя} витривалості при крученні

Допустимі напруження на згин та кручення

5.2 Розрахунок вала за умов фактичного навантаження

Фактичне навантаження визначається епюрами моментів згину та крутних моментів.

Розрахунковий сумарний момент згину у перерізі, Нм

Зведений момент - , що враховує навантаження на ланках вала, де одночасно діє момент згину – М_ЗГ та круглий момент Т, Нм.

де , - моменти згину від дії складових навантажень у вертикальній та горизонтальній площині.

_{Коефіцієнти чутливості матеріалу вала до асиметрії циклу напружень}

Розрахунковий діаметр вала у перерізах, де діє

Якщо у перерізі діє тільки крутний момент, то

5.3 Проектування валу

Рисунок 5.2 – До проектування діаметрів вала у перерізах, де діють навантаження

Діаметр у критичному перерізі в межах між визначають з урахуванням: нормального ряду чисел та узгодження з внутрішнім діаметром кілець підшипників, якщо переріз припадає на опору.

6 Перевірочний розрахунок підшипників

Початкові дані :

Сили:

Колова сила F_t 11496,24 Н

Радіальна сила F_r 4266,65 Н

Осьова сила F_a 11496,24 Н

Kонсольна сила F_KT 3907,48 H

Підшипник №211 d = 55 мм

D = 100 мм В = 21 мм С = 43600 Н С_o = 25000 Н

Необхідна динамічна вантажопідйомність підшипників:

де n – частота обертання вала, с^-1;

L_h – необхідний ресурс роботи підшипника;

Р – еквівалентне статичне навантаження, Н;

де Х – коефіцієнт, який враховує небезпечну дію радіального навантаження;

Y – коефіцієнт, який враховує небезпечну дію осьового навантаження;

K_δ – коефіцієнт безпеки, K_δ=1,5.

Тихохідний вал:

Підшипник №211 радіально-кульковий однорядний.

_{де Fa=RВГ=19156,24}

Перевіряємо придатність вибраного підшипника за умовою .

Отже вибраний пiдшипник задовольняє вимогам.