8. Расчет промежуточного вала.
8.1 Расчет на статическую прочность.
Материал
вала принимается Сталь 40Х, на основании
передачи высокого крутящего момента,
вследствие чего необходим высокий
предел текучести по кручению, каким и
обладает выбранная сталь, разаботанная
специально для высоконагруженных
валов.
Минимально
допустимый запас прочности по пределу
текучести :
Для
стали 40Х ([1], стр. 185):
Сечение
3
Крутящий
момент:
Сечение
2
Момент
от консольной силы:
Крутящий
момент:
Внутренних
силовые факторы (определены в 7.2)
Рассмотрим опасные сечения вала (см. приложение 4 ):
Данное сечение имеет наименьший диаметр и в нём действует большой крутящий момент (см. приложение 3)
В данном сечении имеет место максимальное значение момента от консольных сил
(см. приложение 3).
Сечение
1
Момент
от консольной силы:
Крутящий
момент:
Вычисление
геометрических характеристик опасных
сечений вала ([1], стр. 187-188):
Сечение
3:
Сечение
2:
Сечение
1:
Расчет
вала на статическую прочность.
Высляются
нормальные и касательные напряжения,
а также значение общего коэффициента
запаса прочности по пределу текучести
в каждом из опасных сечений.
Сечение
3:
Напряжение
кручения
:
Частные
коффициенты запаса прочности по
нормальным и касательным напряжениям:
Общий
коэффициент запаса прочности попределу
текучести:
Статическая
прочность обеспечена: S>Sтек=2
Сечение
2:
Напряжение
изгиба с растяжением (сжатием) и
напряжение кручения :
Частные
коффициенты запаса прочности по
нормальным и касательным напряжениям:
Общий
коэффициент запаса прочности попределу
текучести:
Сечение
1:
Напряжение
изгиба с растяжением (сжатием) и
напряжение кручения :
Частные
коффициенты запаса прочности по
нормальным и касательным напряжениям:
Общий
коэффициент запаса прочности попределу
текучести:
Статическая
прочность обеспечена: S>Sтек=2
8.2 Расчет на сопротивление усталости.
Для
каждого из опасных сечений вычисляют
суммарный коэффициент запаса прочности:
Для стали 40Х
8.2.1 Сечение I (диаметр вала 60мм; соединение с натягом, колесо)
а)
Расчет на изгиб:
,
,
;
,
(из 8.1)
,
б)
Расчет на кручение:
,
,
,
,
(из 8.1)
,
,
Суммарный
коэффициент запаса прочности:
Следовательно, вал в сечении I обеспечивает необходимое сопротивление усталости
8.2.2 Сечение II ( диаметр вала 57мм; зубчатое колесо )
а) Расчет на изгиб:
По таблицам 10.7 – 10.13 [1 c. 189-190] находим:
,
,
,
,
(из 8.1)
,
б) Расчет на кручение:
По таблицам 10.7 – 10.13 [1 c. 189-190] находим:
,
,
,
,
,
Суммарный
коэффициент запаса прочности:
Следовательно, вал в сечении II обеспечивает необходимое сопротивление усталости.
8.2.3 Сечение III ( диаметр вала 30мм; канавка для выхода шлифовального инструмента ).
В этом сечении вал испытывает только кручение.
а) Расчет на кручение:
,
,
,
,
(из 8.1)
,
,
Следовательно, вал в сечении III обеспечивает необходимое сопротивление усталости
9. Выбор смазочных материалов и системы смазывания.
Для смазывания передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. Колеса при вращении увлекают масло, разбрызгивая его внутри корпуса. Масло 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.
Подшипники промежуточного вала защищены маслоотражательными кольцами и смазываются масляным туманом.
Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла и чем выше контактные давления в зацеплении, тем большей вязкостью должно обладать масло. Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес.
Окружная скорость тихоходного зубчатого колеса:
,
так как окружная
скорость колеса меньше 1 м/с в масло
должны быть погружены колеса обеих
ступеней.
Максимальный
и минимальный уровни погружения: 
графически определяем уровни.
Контактные
напряжения(см. приложение 2):
Марка масла
принимается по таблице 11.2
Инструментальное,
для гидравлических систем, без присадок,
32 класс кинематической вязкости.
И-Г-А-32 ГОСТ
17479.4-87
Залив масла в редуктор осуществляется через пробку, расположенную в крышке редуктора. Так как минимальный и максимальный уровни масла находятся близко друг от друга, то контроль над уровнем масла осуществляется с помощью одного отверстия, расположенного в корпусе редуктора. Слив масла осуществляется через сливное отверстие, расположенное у дна корпуса редуктора. В отверстия для контроля над уровнем масла и сливное отверстие ввинчиваются пробки с конической резьбой для обеспечения герметичности. Дно редуктора выполняется с небольшим уклоном в сторону сливного отверстия.