Підсумкові дані

Тип - Пас 60-4-Б-820-2,0-М

Довжина пасу L=2800 мм

Міжосьова відстань мм

Фактичне передаточне число передачі U=1,89

Сила, яка діє на вали F_R=1080 Н

4. Розрахунок валів

4.1. Розрахунок швидкохідного валу

Визначимо зусилля, що діють на підшипники та побудуємо епюри згинальних моментів. Для цього спочатку визначимо розрахунковий діаметр валу, мм:

(4.1)

Приймаємо .

Складемо рівняння моментів відносно опори А:

, (4.2)

З цього рівняння визначимо силу , Н:

Складемо рівняння моментів відносно опори B:

(4.3)

Визначимо силу , Н:

Далі визначимо сили в опорах в горизонтальній площині, для чого запишемо рівняння згинальних моментів відносно точки А:

, (4.4)

звідси , тоді

(4.5)

Рисунок 3 - Епюри згинальних моментів для швидкохідного вала

де Frз – радіальна сила що діє на шків; Frз=1080Н

Fа – сила що діє вздовж осі вала; Fа=332Н

Fr – радіальна сила зубчатого зачеплення; Fr=930Н

Ft – колова сила; Ft=2713Н

A_V, A_H, B_V, B_H – сили опорів підшипників

Визначимо сумарні згинальні моменти для двох перерізів, Нм:

, (4.6)

, (4.7)

Тепер визначимо зведені моменти, Н:

(4.8)

. (4.9)

З умови міцності визначимо дійсні діаметри для обох перерізів.

, (4.10)

де , n – коефіцієнт запасу; n=2

Для матеріалу вала (сталь 45)

- коефіцієнт перевантаження;

(4.11)

(4.12)

Отже приймаємо ,

4.2. Розрахунок тихохідного валу

Як і для швидкохідного вала спочатку визначаємо розрахунковий діаметр:

(4.13)

Складемо рівняння моментів відносно опори А:

, де (4.14)

(4.15)

З цього рівняння визначимо силу , Н:

Складемо рівняння моментів відносно опори B:

. (4.16)

З цього рівняння визначимо силу , Н:

Далі визначимо сили в опорах в горизонтальній площині, для чого запишемо рівняння згинальних моментів відносно опори А:

, звідси (4.17)

(4.18)

Рисунок 4 - Епюри згинальних моментів для тихохідного вала

де F_t3 – колова сила що діє на зірочку; F_t3=5935Н

Fа – сила що діє вздовж осі вала; Fа=930Н

Fr – радіальна сила зубчатого зачеплення; Fr=332Н

Ft – колова сила; Ft=2713Н

A_V, A_H, B_V, B_H – сили опорів підшипників

Визначимо сумарні згинальні моменти для двох перерізів, Нм:

, (4.19)

, (4.20)

Тепер визначимо зведені моменти, Нм:

(4.21)

. (4.22)

З умови міцності визначимо дійсні діаметри для обох перерізів.

, (4.23)

де , n – коефіцієнт запасу; n=2

Для матеріалу вала (сталь 45)

- коефіцієнт перевантаження;

(4.24)

(4.25)

Отже приймаємо ,

4.3 Перевірка тихохідного вала на опір втомі

Щоб визначити придатність вала необхідно визначити коефіцієнт запасу міцності на втому у небезпечних місцях і порівняти його з допустимим значенням. Визначаємо цей коефіцієнт для галтелі на переході між частинами вала ø55 і ø45.

(4.26)

(4.27)

(4.28)

, - ефективні коефіцієнти концентрації напружень;

- границі витривалості;

– амплітудні значення напружень;

- середні напруження циклу деталі;

– коефіцієнти чутливості до асиметрії.

(4.29)

(4.30)

(4.31)

,

(4.32)

(4.33)

(4.34)

, (4.35)

,

(4.36)

(4.37)

Отже, умова виконується.