9.1. Ведущий вал редуктора.

Если (п. 3.5 и п. 3.10.1), то ведущий вал и шестерня изготовлены как одна деталь. Тогда материал вала - сталь 40ХН, термическая обработка – улучшение и предел прочности МПа (п. 3.1).

Пределы усталости (9.4) и (9.5) будут равны:

Н/мм²,

Н/мм².

Рис. 9.3. Участок вала - галтель

d (мм)	r (мм)
35, 40, 45	2
50, 55, 60, 65, 70	2,5
80, 90	3

Отношения

,

,

где

мм, (п. 3.10.1)

мм. (п. 3.10.1)

Тогда (с. 298, табл. 11.2, [7])по вычисленным отношениям 1,15 и 0,038 и при

Н/мм² (п. 3.1)

эффективные коэффициенты концентрации будут равны:

,

.

Так как , то можно принять, например .

Коэффициенты масштабного фактора (с. 301, табл. 11.6, [7]) для легированной стали при мм (п. 3.10.1)

.

Коэффициенты и для стали (с. 299, [7]) и при Н/мм²

,

.

Из построенных эпюр (п. 6.1.1) и (п. 6.1.4) для ведущего вала следует:

Т_К = 632,76 Н·м = 632,76·10³ Н·мм.

М_и = М_СУМ = 404,84 Н·м = 404,84·10³ Н·мм.

Осевая сила для прямозубой передачи

F_a = 0.

Момент сопротивления при изгибе

,

где

мм, (п. 3.10.1)

тогда

мм³.

Полярный момент сопротивления

мм³.

Тогда по формуле (9.6)

Н/мм²,

Н/мм².

Для прямозубой передачи

.

Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям будут равны:

,

.

Общий коэффициент запаса прочности (9.1)

,

т.е. прочность ведущего вала обеспечена.

9.2. Ведомый вал редуктора.

Материал вала сталь 45 (п.6), где МПа (п. 6) тогда пределы усталости (9.4) и (9.5)

Н/мм²,

Н/мм².

Для вала со шпоночной канавкой (рис. 9.4) при Н/мм (с. 300, [7]) коэффициенты

,

.

Принимаем

,

.

Таблица 11.2, [7]

Значения К_σ и К_τ для стальных валов с галтелями

		Кσ при σВ, МПа				Кτ при σВ, МПа
		600	700	800	1000	700	800	1000
До 1,1	0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,20	1,96 1,66 1,51 1,40 1,34 1,19	2,08 1,69 1,54 1,42 1,37 1,22	2,20 1,75 1,54 1,42 1,37 1,22	2,50 1,87 1,60 1,46 1,39 1,24	1,36 1,24 1,18 1,14 1,11 1,05	1,41 1,27 1,20 1,16 1,13 1,06	1,50 1,32 1,24 1,19 1,16 1,09
До 1,2	0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,20	2,34 1,92 1,71 1,56 1,48 1,27	2,51 1,97 1,76 1,59 1,51 1,30	2,68 2,05 1,76 1,59 1,51 1,30	3,10 2,22 1,84 1,64 1,54 1,34	1,59 1,39 1,30 1,22 1,19 1,08	1,67 1,45 1,33 1,26 1,21 1,10	1,81 1,52 1,39 1,31 1,26 1,15
До 2	0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,20	3,60 2,10 1,85 1,66 1,57 1,32	2,80 2,15 1,90 1,70 1,61 1,36	3,0 2,25 1,90 1,70 1,61 1,36	3,50 2,45 2,0 1,76 1,64 1,40	1,80 1,53 1,40 1,30 1,25 1,10	1,90 1,60 1,45 1,35 1,28 1,14	2,10 1,70 1,53 1,42 1,35 1,20

Таблица 11.6, [7]

Значения масштабных факторов ε_σ и ε_τ

Сталь	ε	Диаметр вала, мм
		20	30	40	50	70	100
Углеродистая	εσ	0,92	0,88	0,85	0,82	0,76	0,70
	ετ	0,83	0,77	0,73	0,70	0,65	0,59
Легированная	εσ = ετ	0,83	0,77	0,73	0,70	0,65	0,59

Р азмеры шпоночной канавки уже известны (п. 8.2), т.е.

мм,

мм.

В данном случае

мм, (п. 3.10.2)

Рис. 9.4. Сечение вала со

шпоночной канавкой

тогда

мм³,

мм³.

Принимаем .

Коэффициенты масштабного фактора (с. 301, табл. 11.6, [7]) для углеродистой стали при мм (п. 3.10.2) будут равны:

,

.

Коэффициенты и для стали (с. 299, [7]) и при Н/мм²

,

.

Из построенных эпюр (п. 6.2.1) и (п. 6.2.4) для ведомого вала следует:

Т_К = 1898,28 Н∙м = 1898,28∙10³ Н∙мм,

Н∙м = 447,33∙10³ Н∙мм.

Тогда

Н/мм²,

Н/мм².

Для прямозубой передачи при F_a =0

.

Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

,

.

Общий коэффициент запаса прочности

,

т.е. прочность ведомого вала обеспечена.