10.8 Определение фактического запаса усталостной прочности вала в сечении II

Фактический запас прочности вычислим по формуле:

где - запас сопротивления по деформации изгиба,

– запас сопротивления по кручению,

Расчет выполняется по номинальной нагрузке, циклы напряжения принимаем симметричными для напряжения изгиба и кручения

- среднее напряжение кручения;

МПа

- амплитуда нормальных напряжений;

МПа

- предел выносливости по нормальным напряжениям, табл. 8.8 [3,c.300]

- эффективный коэффициент концентрации напряжения выбираем согласно таблице 15.2 [4, c. 321];

- масштабный коэффициент выбираем согласно рис. 15.5 [3, c. 301];

– коэффициент качества поверхности, выбираем согласно рис. 15.6 [3, c. 301]

– коэффициент чувствительности материала к нормальным напряжениям выбираем согласно [3, c. 300] для легированных сталей;

– среднее напряжение для симметричного цикла напряжения принимаем равным нулю;

МПа – предел выносливости по касательным напряжениям [3, c. 300];

МПа – предел прочности [3, c. 162];

– эффективный коэффициент концентрации напряжения [4, c. 321] ;

– коэффициент чувствительности материала к касательным напряжениям [3, c. 300];

Тогда запас сопротивления по деформации изгиб

запас сопротивления по кручению,

Условие по запасу усталостной прочности выполняется, так как

Так как условие выполняется, то расчет на жесткость не проводим. В опасном сечении II работоспособность обеспечена.

11 Проверка долговечности подшипников качения опор промежуточного вала

Исходные данные для расчета

Маркировка: 207

Грузоподъемность: кН, кН

Условие работоспособности подшипника

,

где – расчетное значение грузоподъемности;

– паспортное значение;

,

где – эквивалентная нагрузка, действующая на опору А и опору B:

где – коэффициент радиальной нагрузки для опоры А определим согласно [4, c. 360] по таблице 16.5;

– коэффициент вращения для подшипника в опоре А, так как вращается внутренне кольцо;

– коэффициент осевой нагрузки для опоры А определим согласно [4, c. 360] по таблице 16.5;

– коэффициент безопасности, учитываемый характер нагрузки при умеренном режиме работы равен 1,2;

– температурный коэффициент для стали ШХ15 принимаем согласно [4, c. 358] равным 1.

Н,

– коэффициент надежности подшипников согласно [4, c.357] ;

– обобщенный коэффициент совместного влияния качества и условий эксплуатации согласно [4, c.333] ;

L – ресурс;

млн. об,

27,03 кН;

Условие работоспособности подшипника выполняется, т.е.

Приведенные расчеты показали, что при заданном режиме эксплуатации обеспечена работоспособность промежуточного вала по усталостной прочности и по грузоподъемности подшипников качения.

12. Проверочный расчет шпоночных соединений промежуточного вала

Условие прочности для призматических шпонок:

где – вращательный момент;

- высота шпонки,

- длина шпонки,

-диаметр вала

МПа, допускаемое напряжение среза.

Выразим из формулы рабочую длину шпонки:

Расчет шпонки для быстроходного вала для конического окончания вала

d=25,9 мм:

Т_вх = 28,34 Н∙м;

b = 5 мм;

h = 5 мм;

мм

Полная длина шпонки:

мм

Выбираем шпонку 5×5×14 в соответствии с ГОСТ 23360-78.

Расчет шпонки для промежуточного вала для колеса быстроходной ступени

d=42 мм:

Т_вх =86,8 Н∙м;

b = 12 мм;

h = 8 мм;

мм

Полная длина шпонки:

мм

Выбираем шпонку 12×8×28 в соответствии с ГОСТ 23360-78.

Расчет шпонки для промежуточного вала для шестерни тихоходного ступени

d=50 мм:

Т = 171,98 Н∙м;

b = 14 мм;

h = 9 мм;

мм

Полная длина шпонки:

мм

Выбираем шпонку 14×9×36 в соответствии с ГОСТ 23360-78.

Расчет шпонки для тихоходного вала для колеса тихоходного ступени

d=56 мм:

Т = 478,79 Н∙м;

b = 16 мм;

h = 10 мм;

мм

Полная длина шпонки:

мм

Выбираем шпонку 16×10×45 в соответствии с ГОСТ 23360-78.

Расчет шпонки для тихоходного вала для цилиндрического окончания вала

d=40 мм:

Т =474 Н∙м;

b = 12 мм;

h = 8 мм;

мм

Полная длина шпонки:

мм

Выбираем шпонку 12×8×62 в соответствии с ГОСТ 23360-78.