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 40Х, термическая
обработка – азотирование 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:
ТК = 632,76 Н·м = 632,76·103Н·мм.
Ми= МСУМmax = 500,03Н·м = 500,03·103Н·мм.
Осевая сила для прямозубой передачи
Fa= 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 косозубой передачи
Н/м,
где
Н, (п. 3.9)
мм. (п.
3.10.1)
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
,
.
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:
ТК = 1923,84Н∙м = 1923,84∙103Н∙мм,
Н∙м
= 613,11∙103Н∙мм.
Таблица 11.2,[7]
Значения Кσи Кτ для стальных валов с галтелями
|
|
Кσпри 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 εσ и ετ
-
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
Тогда
Н/мм2,
Н/мм2.
Для косозубой передачи при Fa =2285,61 Н (п. 3.9)
Н/мм2.
Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям
,
.
Общий коэффициент запаса прочности
,
т.е. прочность ведомого вала обеспечена.