5.2. Промежуточный вал

Линейные размеры (мм) берут из компоновочной схемы: мм, мм, мм.

Силы в зацеплении:

Н; Н;

; Н; Н;

5.2.1. Расчет реакций на валу

Реакции от сил в плоскости XOZ:

,

Проверка

– реакции найдены верно.

Реакции от сил в плоскости YOZ:

,

Проверка

– реакции найдены верно.

Рисунок 5.2 – Эпюры моментов промежуточного вала

5.2.2 Проверочный расчет вала на усталостную прочность.

Рассчитаем самое опасное сечения - сечение под шестерней, ослабленное шпоночным пазом.

Изгибающий момент

Крутящий момент Т = 75

Определяем коэффициент запаса прочности по усталости S и сравниваем его с допускаемым значением [S], принимаемым обычно 1,5…2,5

Где и коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по зависимостям:

Здесь и - пределы выносливости материала соответственно при изгибе и кручении с симметричным циклом. По табл. 9.1 [1] для стали 45 , , , ,

и - суммарные коэффициенты, учитывающие для данного сечения вала влияние всех факторов на сопротивление усталости соответственно при изгибе и кручении:

и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений. По табл. 9.3 [1]

=1,48.

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения. По табл. 9.6 [1] линейным интерполированием .

- коэффициент влияния шероховатости поверхности. По табл. 9.7 [1] для шлифования при

– коэффициент влияния упрочнения, вводимый для валов с поверхностным упрочнением. Поверхность вала дополнительно не упрочняется и .

и - амплитуды напряжений цикла

и – коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла напряжений (для сталей ,

При расчете валов на сопротивление усталости принимаем, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу: и , а касательные напряжения – по отнулевому циклу: и .

мм³,

мм³.

Тогда

Найдет требуемый диаметр вала:

Таким образом, условие прочности соблюдается. По этим условиям диаметр вала можно сохранить.

5.2.3. Расчет подшипников

7204:

грузоподъемность динамическая = 31 кН;

Суммарные реакции

,

где е = 0,383 – параметр осевого нагружения для конического роликоподшипника

В нашем случае , и F_а ≥ 0 получаем , тогда

Рассмотрим левый подшипник, отношение , поэтому учитывать осевую нагрузку не следует.

Расчетная долговечность:

где n = 107 об/мин – частота вращения быстроходного вала.

Предварительно приняты подшипник 7204 подходит, так как расчетный ресурс подшипника Расчетная динамическая грузоподъемность:

5.3.Выходной вал

Линейные размеры (мм) берут из компоновочной схемы: мм, мм мм. Силы в зацеплении: Н; Н;

5.3.1. Расчет реакций на валу

Реакции от сил в плоскости XOZ:

,

Проверка

– реакции найдены верно.

Реакции от сил в плоскости YOZ:

,

,

– реакции найдены верно.

Рисунок 5.3 – Эпюры моментов тихоходного вала

5.3.2. Проверочный расчет вала на усталостную прочность.

Рассчитаем самое опасное сечения - сечение под подшипником, ослабленное галтелью.

Изгибающий момент:

Крутящий момент Т = 252

Определяем коэффициент запаса прочности по усталости S и сравниваем его с допускаемым значением [S], принимаемым обычно 1,5…2,5

Где и коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по зависимостям:

Здесь и - пределы выносливости материала соответственно при изгибе и кручении с симметричным циклом. По табл. 9.1 [1] для стали 45 , , , ,

и - суммарные коэффициенты, учитывающие для данного сечения вала влияние всех факторов на сопротивление усталости соответственно при изгибе и кручении:

и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений. По табл. 9.3 [1]

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения. По табл. 9.6 [1] линейным интерполированием .

- коэффициент влияния шероховатости поверхности. По табл. 9.7 [1] для шлифования при

– коэффициент влияния упрочнения, вводимый для валов с поверхностным упрочнением. Поверхность вала дополнительно не упрочняется и .

и - амплитуды напряжений цикла

При расчете валов на сопротивление усталости принимаем, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу: и , а касательные напряжения – по отнулевому циклу: и .

мм³,

мм³,

Тогда

Найдем требуемый диаметр вала:

Таким образом, условие прочности соблюдается. По этим условиям диаметр вала можно сохранить.

5.2.3. Расчет подшипников

7208:

грузоподъемность динамическая = 58,3 кН;

Суммарные реакции опор для расчета подшипников:

,

где е = 0,383 – параметр осевого нагружения для конического роликоподшипника

В нашем случае , и F_а ≥ 0 получаем , тогда

Рассмотрим левый подшипник, отношение , поэтому следует учитывать осевую нагрузку.

Эквивалентная нагрузка при принятых величинах

Х=0,4 – по таблице 7.4 [3], V=1 – вращается внутреннее кольцо подшипника,

У=1,565 – по таблице 7.4 [3], – коэффициент безопасности,

­– температурный коэффициент .

Расчетная долговечность:

где n = 30,6 об/мин – частота вращения быстроходного вала.

Предварительно приняты подшипник 7208 подходит, так как расчетный ресурс подшипника Расчетная динамическая грузоподъемность: