10.2. Ведомый вал
Составим уравнения изгибающих и крутящего моментов по участкам (рис. 10.2).
Уравнения изгибающих моментов по участкам в горизонтальной плоскости.
Участок
Участок
при
при
61376 Н*мм.
Участок
при
61376 Н*мм;
при
0 Н*мм.
-328055
-141667
60
61376
Рис. 10.2
Уравнения изгибающих моментов по участкам в вертикальной плоскости.
Участок
при
при
-328055 Н*мм.
Участок
при
-328055 Н*мм;
при
-141667 Н*мм.
Участок
при
-141667 Н*мм;
при
60 Н*мм.
Суммарный изгибающий момент под колесом равен:
154390 Н*мм.
Наибольший изгибающий момент действует
в сечении под опорой A и
равен
328055 Н*мм.
Проверку проводим по наиболее нагруженному сечению под опорой А.
Предел выносливости материала вала при
симметричном цикле напряжения изгиба
Предел выносливости материала вала при
симметричном цикле напряжения кручения
Определим амплитуду и среднее значение цикла изменения нормальных напряжений.
Осевой момент сопротивления сечения для гладкого вала [8, табл. 6.15, cтр. 158]:
12266 мм3,
где d3 - диаметр участка ведомого вала под опорой А (под подшипник) (см. п. 4.4).
Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, тогда амплитуда цикла:
26,7 МПа
При симметричном цикле изменения напряжений среднее значение цикла
Определим амплитуду и среднее значение цикла изменения касательных напряжений.
Полярный момент сопротивления сечения вала:
24531,3 мм3.
Касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу, тогда амплитуда и среднее значение цикла, МПа:
6,8.
По таблице [8, таблица 6.16, стр. 159] определяем эффективные коэффициенты концентрации напряжений для ступенчатого перехода с галтелью:
Н/мм2 – при в
= 780 МПа для стали 45 с термообработкой
улучшение [8, табл. 3.1, cтр. 49];
Н/мм2 – при в
= 780 МПа для стали 45 с термообработкой
улучшение [8, табл. 3.1, cтр. 49].
По таблице [8, таблица 6.17, стр. 159] определяем коэффициенты, учитывающие масштабный фактор:
0,82 - для диаметра вала 60 мм, строка «Изгиб для углеродистой стали»;
0,71 - для диаметра вала 60 мм, строка «Изгиб для легированной стали, кручение для всех сталей».
По таблице [8, таблица 6.18, стр. 160] для шлифованных поверхностей определяем коэффициент, учитывающий влияние качества обработки:
По таблице [8, таблица 6.19, стр. 160] находим коэффициенты, учитывающие влияние асимметрии цикла напряжений на прочность вала для среднеуглеродистой стали:
- при изгибе;
- при кручении.
Определяем для опасного сечения коэффициенты запаса выносливости по нормальным и касательным напряжениям:
4,8;
12,0.
Общий коэффициент запаса выносливости:
4,4.
Условие соблюдается, = 1,5 – допускаемый коэффициент запаса прочности.
Прочность вала обеспечена.
11. Выбор масла и расчёт его объёма
Выбираем сорт масла: И-Г-А-46.
Определяем длину масляной ванны:
= 473 мм, (11.1)
где
- радиальный зазор между внутренней
стенкой корпуса и зубчатым колесом,
определяется по сборочному чертежу
(рис. 11.1);
aw - межосевое расстояние цилиндрической передачи (п. 3.3, формула 3.20);
da1 - диаметр окружности выступов шестерни (п. 3.3, формула 3.16);
da2 - диаметр окружности впадин шестерни (п. 3.3, формула 3.16).
Рис. 11.1
Определяем ширину масляной ванны:
110 мм, (11.2)
где lст - длина ступицы зубчатого колеса (п. 5.6).
Находим расстояние от дна ванны до зубчатого колеса:
40 мм, (11.3)
Принимаем глубину погружения колеса в масло:
15 мм.
Определяем объём масла:
2,9 (11.4)