3.9 Уточненный (проверочный) расчет валов

В соответствии с результатами приближенного расчета разрабатываем эскиз вала.

Материал вала - сталь 45 улучшенная, σв=780МПа.

Вычисляем пределы выносливости вала:

.

Так как сечение 1-1 является наиболее опасным, проведем для него проверочный расчет.

Моменты сопротивления площади сечения 1-1:

- осевой: , где

- диаметр вала, =40мм;

;

- полярный: , где

- диаметр вала, =40мм;

.

Амплитуды и средние напряжения цикла по формулам:

МПа;

МПа.

В рассматриваемом сечении действует один концентратор напряжений-

выточка. По табл. 1.3. и 1.7. имеем:

.

Принимая по табл. 1.9. коэффициент влияния шероховатости поверхности и коэффициент упрочнения , получаем:

.

Коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла напряжений:

.

При эквивалентная амплитуда симметричного цикла нормальных напряжений:

, где

- амплитуда напряжения, =49,31 МПа;

.

Эквивалентная амплитуда от нулевого цикла касательных напряжений:

, где

=1;

- максимальные касательные напряжения;

- средние касательные напряжения;

- коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла;

.

Частные коэффициенты безопасности по нормальному и касательному напряжениям:

.

При этом общий коэффициент безопасности:

.

Допустимый коэффициент безопасности для обеспечения прочности и жесткости вала Следовательно, обеспечены как прочность, так и жесткость вала.

3.10 Расчёт подшипников на долговечность

Используя приближённый расчёт валов мы получили реакции опор:

, , .

Отсюда суммарные реакции:

; ;

; .

Подбираем подшипники по более нагруженной опоре B.

Намечаем конические однорядные роликоподшипники 7608А тяжёлой серии: d=70мм; D=150мм; В=38мм; С=110кН; С0=85кН.

Определим приведенную радиальную нагрузку:

=2369Н.

Найдем ресурс подшипника:

, где

n – число оборотов, n=1450 мин ;

ч.

Таким образом, подшипники тихоходного вала имеют ресурс ч, что превышает минимально допустимую долговечность подшипника ч.

4. Выбор способа смазывания

Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности из­носа трущихся поверхностей, а также для предохранения их от заедания, зади­ров, коррозии и лучшего отвода теплоты трущиеся поверхности деталей должны иметь надежную подачу смазочного материала.

В настоящее время в машиностроении для смазывания передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора или коробки передач зали­вают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние стенки кор­пуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь час­тиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.

Картерную систему смазывания применяют при окружной скорости зубчатых колес от 0,3 до 12,5 м/с.

Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин. Прин­цип назначения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла, чем выше контактные давления в зубь­ях, тем большей вязкостью должно обладать масло. Поэтому требуемую вяз­кость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес. Предварительно определяют окружную скорость, затем по ско­рости и контактным напряжениям находят требуемую кинематическую вязкость и марку масла.

При скорости скольжения V=5,01м/с и контактных напряжениях , рекомендуемая вязкость должна быть примерно равна . Принимаем масло индустри­альное И-40А по ГОСТ 20799.