4.2 Проверочный расчет выходного вала

Исходные данные:

Силы в зацеплении:

окружная Н,

осевая Н,

радиальная Н,

Нагрузка от цепной передачи Н.

Моменты на валу

Н.

Расстояние между опорами:

, a = 0,1 м;

, b = 0,05м;

, с =0,1 м.

Вал IV (выходной вал ).

В ертикальная плоскость:

Под действием осевой силы возникает изгибающий момент

Нм.

Реакции в опорах:

Н

Н

Горизонтальная плоскость:

Н

Н

Опасными являются сечения I-I, ослабленное шпоночным пазом, и сечение II-II ослабленное проточкой.

Нормальные напряжения:

МПа

МПа.

Касательные напряжения :

МПа,

МПа,

Расчет на сопротивление усталости .

Запас сопротивления усталости:

,

где – запас сопротивления усталости по изгибу,

– запас сопротивления усталости по кручению,

где МПа – предел выносливости при изгибе,

МПа – предел выносливости при кручении,

– амплитуда циклов напряжений при изгибе (переменная составляющая цикла), , МПа, МПа

– среднее напряжение цикла (постоянная составляющая цикла), =0,

– амплитуда циклов напряжений при кручении (переменная составляющая цикла), , 7МПа, 8,9 МПа,

– среднее напряжение цикла (постоянная составляющая цикла), , 7 МПа, 8,9МПа,

, – коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений по сопротивлению усталости,

– коэффициент концентрации напряжений при изгибе, =1,7, =1,8,

– коэффициент концентрации напряжений при кручении, =1,4, =1,35

– масштабный фактор, = 0,5, = 0,5,

– фактор шероховатости поверхности, для шлифованного вала = 1.

Для сечения I-I:

,

.

Для сечения II-II:

,

5. Расчет шпоночных соединений.

Шпоночное соединение червячного колеса с валом.

Диаметр вала d = 60 мм.

Выбираем призматическую шпонку 18 Х 11. _см=110 МПа. Длину шпонки определяем из условия прочности на смятие:

мм.

Принимаем длину шпонки 22 мм.

Шпоночное соединение входного вала редуктора с валом электродвигателя.

Диаметр вала d = 32 мм.

Выбираем призматическую шпонку 10 Х 8, _см=110 МПа. Длину шпонки определяем из условия прочности на смятие:

мм.

Принимаем длину шпонки 10 мм.

Шпоночное соединение выходного вала со звездочкой цепной передачи.

Диаметр вала d = 50 мм.

Выбираем призматическую шпонку 14 Х 9. _см=110 МПа. Длину шпонки определяем из условия прочности на смятие:

мм.

Принимаем длину шпонки 63 мм.

Шпоночное соединение цилиндрического колеса с валом.

Диаметр вала d = 65 мм.

Выбираем призматическую шпонку 18 Х 11. _см=110 МПа. Длину шпонки определяем из условия прочности на смятие:

мм.

Принимаем длину шпонки 40 мм.

6. Выбор подшипников

Выходной вал редуктора. Колесо устанавливаем на шариковых радиальный подшипниках легкой серии 212.

Паспортная динамическая грузоподъемность C = 41 кН.

Паспортная статическая грузоподъемность C₀ = 31,5 кН.

Реакции опор:

,

На опоре А

Н.

На опоре В

Н

Выполняем расчет для опоры А как более нагруженной.

.

Принимаем V = 1 (вращается внутреннее кольцо)

< e, следовательно X =1, Y= 0.

Коэффициент безопасности K_б=1 (спокойная нагрузка).

Температурный коэффициент K_т=1 (температура до 100⁰).

Эквивалентная нагрузка:

Н.

(средний равновероятный режим нагружения).

Эквивалентная долговечность:

,

где L_h – суммарное время работы подшипника.

часов.

Ресурс подшипника:

,

где n = 33,5 мин^–1 – частота вращения.

млн. об.

Динамическая грузоподъемность:

,

где a₁ = 1 – коэффициент надежности,

a₂ = 1 – коэффициент совместного влияния качества материала и условий эксплуатации.

кН

C < C _{паспорт}, следовательно условие проверки по динамической грузоподъемности выполняется.

Эквивалентная статическая нагрузка:

,

где X₀ = 0,6 и иY₀ = 0,5 – для шарикоподшипников.

Н < C₀.

Условие проверки по статической грузоподъемности выполняется