3.1. Расчет тихоходного вала.

Схема расчета

Выбор материалов:

Вал изготавливаем из: Сталь 45 У; =850 МПа; ; ([1]стр.170)

1. Исходные данные (из предыдущих расчетов)

F_t =4508 Н - окружная сила колеса

F_R = Н - радиальная сила колеса

F_ц= 2400 Н - нагрузка от цепной передачи

F_α= Н - осевая сила колеса

D_k =168 мм - диаметр червячного колеса

T₂ = 370.7 Н·м - момент на тихоходном валу

T₁ = 44.1Н·м - момент на быстроходном валу

D₀=167 мм – диаметр малой звездочки цепной передачи.

2. Расчет нагрузки от полумуфты

F_ц=125 =2400 Н ((1)стр.317)

3. Расчет сил в зацеплении

= = =4508 Н

([1]стр.217)

([1]стр.217)

4. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов с определением наиболее напряженных участков вала.

*sin45 =123 (т.к. по заданию ось цепи расположена под углом в 40 )

*cos45 =123

6.Расчет результирующего изгибающего момента:

М=

7.Расчет коэффициентов и пределов выносливости: ([1]стр.170-171)

=0,02+2*10^-4* =0,02+2*10^-4*850=0,19

=0,5* =0,5*0,19=0,095

_-1=0,4* =0,4*850=340 МПа

_-1=0,2* =170 МПа

8. Определение коэффициентов концентрации:

Рассмотрим опасное сечение II- II

Концентратором напряжения являются: галтельный переход и шпоночный паз.

Для галтельного перехода d=50мм, r=2,5мм, t=3,5мм

([1]стр.321 таб.15.1)

Для шпоночного паза выполненный концевой фрезой:

([1]стр.321 таб.15.2)

Концентратором является шпоночный паз:

b= 16 мм – ширина шпоночного паза

h = 10 мм – высота шпоночного паза

d=50мм

9. Определение момента сопротивлению ([2]стр.166)

10. Определение действующих напряжений ([1] стр.312)

=

11.Величину масштабного фактора можно оценить по формуле:

([1]стр. 320)

 = 0,19-1,2510^-4_в=0,19-1,2510^-4850=0,08

Принимаем Rz = 3,2 мкм – шероховатость поверхности вала из ([2]табл.22.2, стр.348), т.к. R_a=1,25.

- коэффициент, учитывающий качество поверхности при кручении.

12. Суммарные коэффициенты концентрации напряжений в расчетном

сечении. Учитывают влияние всех факторов на сопротивление усталости

соответственно при изгибе и кручении: ([1]стр. 320 ф.15.8) ([2]стр. 189)

при изгибе и кручении.

- т.к. вал без поверхностного упрочнения.

13. Расчет запасов сопротивления усталости. При совместном действии

напряжений кручения и изгиба запас определяется: ([1]стр. 319)

– запас сопротивления усталости при изгибе.

- запас сопротивления усталости при кручении.

([1]стр. 319)

14.Проверка статической прочности ([1]стр. 322)

=2,0

Эквивалентное напряжение

([1]стр. 323)

15.Расчет на жесткость ([1]стр. 324)

Полярный момент инерции поперечного сечения вала

16.Определим угол поворота в сечении вала от сил действующих на него:

Сечение А:

Суммарный прогиб:

([1], стр. 323)

Сечение В:

рад

Определение угла прогиба под колесом: ([1], стр. 324)

Суммарный прогиб:

мм

мм = мм ([1]стр. 323)

(m – модуль зацепления.)