2. Промежуточный вал

Рассчитать промежуточный вал двухступенчатого цилиндрического косозубого редуктора с раздвоенной быстроходной ступенью и проверить его усталостную прочность.

Исходные данные для расчетов валов

Наименование величины	Обозначения	Значения
Усилия, Н: Окружное Радиальное Осевое	Ft1 Ft2 Fr1 Fr2 Fa1 Fa2	1460,43 4544,4 536,78 1670,3 205,25 638,7
Момент крутящий, Нм	Т2	156,1
Диаметр делительной окружности шестерни, мм	d2 d3	222.2 68.7
Расстояние по схеме, мм	l l1 l2 l3 l4	350 71,25 103.75 103.75 71,25
Допускаемые напряжения, МПа При изгибе При кручении	[u] [τкр]	70 20
Эффективные коэффициенты концентрации напряжений: При изгибе При кручении	К Кτ	1,75 1,5
Масштабные коэффициенты: При изгибе При кручении	ε ετ	0,86 0,74
Коэффициенты асимметрии цикла: При изгибе При кручении	ψ ψτ	0,2 0,1
Пределы выносливости, МПа: При изгибе При кручении	-1 τ-1	260 150

1. Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

Проверка:

2. Опорные реакции в вертикальной плоскости:

Проверка:

Суммарные реакции

3. Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости:

1 участок AC

2 участок BD

3 участок CD

4. Изгибающие моменты в вертикальной плоскости

1 участок AC

2 участок CD

3 участок BE

4 участок ED

5. Суммарный изгибающий момент в сечении D (т.к. оно наиболее нагружено)

6. Диаметр вала в месте посадки шестерни тихоходной ступени определяется по формуле:

Ослабление сечения вала пазом под шпонку необходимо компенсировать увеличением диаметра вала на 8%. Окончательно принимаем по ГОСТ 6636-69 диаметр

7. Диаметры цапф под подшипниками принимается на 2…3 мм меньше и должен быть кратным 5. Принимаем

8. Нормальное напряжение в опасном сечении вала под шестерней для симметричного цикла равно

где момент сопротивления равен

9. Касательные напряжения для отнулевого цикла равны

где момент сопротивления при кручении равен

10. Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

11. Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

12. Общий коэффициент запаса прочности

Так как общий коэффициент запаса прочности меньше , увеличиваем диаметр вала до 50 мм и повторяем расчет

13. Моменты сопротивления вала

14. Нормальные и касательные напряжения равны

15. Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

16. Общий коэффициент запаса прочности

F_a1

F_r1

F_r1

Y

B

A

X

d₂

X

Y

F_a1

F_t1

F_t1

d₃

F_a2

F_t2

F_r2

l₄

l₂

l₃

l₁

R_Bx=3732.63 H

F_t1=1460.43 H

R_Ax=3732.63 H

F_t2=4544.4 H

F_t1=1460.43 H

E

D

C

M_y, Нмм

265949.89

265949.89

501690.64

F_r2=1670,3 H

R_Ay=235.69 H

F_r=536.78 H

F_r=536.78 H

R_By=361.05 H

F_a2*(d₃/2)=21939,35Hмм

F_a1*(d₂/2)=22803,28Hмм

F_a1*(d₂/2)=22803,28Hмм

141677,96

119739,96

48528,09

39596,19

25724,81

16792,91

M_x, Нмм

Рис. 5. Схема промежуточного вала