10. Расчет тихоходного вала

Для тихоходного вала выбрана сталь 45. Данные для стали из ГОСТ 1050-88:

Предел текучести……………………………………………….………………………………………..

Предел текучести по касательным напряжениям……….………………….…..…

Предел выносливости при симметричном цикле……………..……………….......

Допустимые номинальные напряжения………….……………………….…..………

Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла……..…………..

=0.10

Расчетная схема:

Рисунок 5

Расчет реакции опор.

Консольная сила рассчитана по формуле из таблицы 7.1 [1] стр. 110:

Реакции опор от силы F_t:

Из уравнений равновесия для первой и второй опор:

R_1t=R_2t=3436Н.

Реакции опор от силы F_R:

Из уравнений равновесия для первой и второй опор:

R_1R=R_2R=1251Н.

Реакции опор от силы F_a:

Из уравнений равновесия для первой и второй опор:

R_1a=R_2a=703Н.

Реакция опор от консольной силы F_k:

Реакция опор от сил в зацеплении:

Пусть реакции от консольной силы сонаправлены с реакциями от сил в зацеплении.

Расчет опасного сечения 1.

Суммарный изгибающий момент в сечении:

Суммарный изгибающий момент в сечении (Расчет вала по [1] стр. 164):

Геометрические характеристики сечения:

Нормальное напряжение в сечении 1 по формуле [1] стр. 186:

где

Касательное напряжение в сечении 1 по [1] стр. 186:

где

Частные коэффициенты запаса по [1] стр. 186:

Общий коэффициент запаса по [1] стр. 186:

Расчет сечения 1 на сопротивление усталости.

Расчет по касательным напряжениям по [1] стр. 170:

где - предел выносливости вала в рассматриваемом сечении, – амплитуда напряжений цикла, – среднее напряжение цикла, – коэффициент чувствительности к асимметрии цикла.

Для валов формула упрощается:

где коэффициенты из таблиц [1]:

(табл. 10.11); (табл. 10.7); (табл. 10.8); (табл. 10.9).`

Расчет по нормальным напряжениям по [1] стр. 170:

где - предел выносливости вала в рассматриваемом сечении, – амплитуда напряжений цикла, – среднее напряжение цикла, – коэффициент чувствительности к асимметрии цикла.

Для валов формула упрощается:

где коэффициенты из таблиц [1]:

(табл. 10.11); (табл. 10.7); (табл. 10.8); (табл. 10.9).`

Коэффициент запаса достаточно большой, расчет на усталость не приводится.

Расчет сечения 2.

На этом сечении действует крутящий момент Т=824.6Нм.

Геометрические характеристики сечения:

Касательное напряжение в сечении 1 по [1] стр. 186:

где

Частные коэффициенты запаса по [1] стр. 186:

Коэффициенты запасов валов на статическую прочность и на выносливость больше допустимых значений.

11 Выбор и проектирование муфты

11.1 Муфта быстроходного вала

Для соединения вала двигателя с быстроходным валом редуктора выбрана упруго-компенсирующая муфта с упругим элементом в виде конусной шайбы компании Швингметалл. Передаваемый момент муфты: номинальный Т_nom=31,6 Нм, максимальный Т_max=60 Нм.