4.3 Проверочный расчет тихоходного вала редуктора на статическую перегрузку и жесткость
При статических перегрузках напряжения, рассчитанные по формулам, удваиваются:
= 29,5 ⋅
2 = 59 МПа; 
= 19,55 ⋅
2 = 39,57 МПа.
Допускаемые значения напряжений принимаем
= 0,8 ⋅
; (4.48)
= 0,8 ⋅ 550 = 440 МПа.
где σТ ‒ предел текучести материала вала. Для улучшенной стали 40Х σТ = 550 МПа.
Проверяем условие статической прочности при перегрузках, вычисляя эквивалентные напряжения:
= 
; (4.49)
= 
= 213,21 МПа
= 440 МПа.
Условие статической прочности выполняется.
Проверяем жесткость вала. Опасным является прогиб вала под колесом. Момент инерции:
= 
;
(4.50)
= 
= 4,86 ⋅
мм4.
Прогиб в горизонтальной плоскости от силы :
= 
; (4.51)
= 
= 1,64 ⋅
мм.
Прогиб в вертикальной плоскости от силы Fr:
= 
; (4.52)
= 
= 3,67 ⋅
мм.
Прогиб в вертикальной плоскости от силы Fr:
= 
; (4.53)
= 
= 3,16 ⋅
мм.
Формулы для определения прогибов для различных сечений и способов нагружения вала.
Момент Ma прогиб в сечении под колесом не создает.
Суммарный максимально возможный прогиб
= 
+
; (4.54)
= 
+ 3,16 ⋅
= 7,17 ⋅
мм.
Допускаемый прогиб можно ориентировочно определить по формуле:
= 0,01 ⋅
m;
(4.55)
= 0,01 ⋅ 2,5 = 0,025 мм.
Так как y = 0,00718 мм ≤ [y] = 0,025 мм, жесткость вала обеспечена.
5. Подбор подшипников для валов привода
5.1 Предварительный выбор подшипников качения для всех валов привода и его обоснование
По диаметрам шеек валов под подшипники валов производим подбор подшипников, для установки валов в корпус редуктора. Так как во всех передачах в редукторе в зацеплении возникает осевая нагрузка, то для валов редуктора принимаем по ГОСТ 27365-87 шариковые радиально-упорные однорядные подшипники.
Для входного вала принимаем подшипники 46304 со следующими основными размерами и характеристиками:
d = 20 мм – номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца;
D = 52 мм – номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца;
B = 15 мм – номинальная ширина подшипника;
C = 25 кН – динамическая грузоподъемность;
C0 = 17,7 кН – статическая грузоподъемность;
Для выходного вала принимаем подшипники 46310 со следующими основными размерами и характеристиками:
d = 50 мм – номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца;
D = 110 мм – номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца;
B = 27 мм – номинальная ширина подшипника;
C = 56,3 кН – динамическая грузоподъемность;
C0 = 44,8 кН – статическая грузоподъемность;
Для приводного вала принимаем подшипники 46309 со следующими основными размерами и характеристиками:
d = 45 мм – номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца;
D = 100 мм – номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца;
B = 25 мм – номинальная ширина подшипника;
C = 76,1 кН – динамическая грузоподъемность;
C0 = 59,3 кН – статическая грузоподъемность;