3.11 Проверочный расчет вала

Расчет выполняем для тихоходного вала редуктора, как наиболее нагруженного.

Материал вала сталь 40Х,

- коэффициент пиковой нагрузки К_n = 1,5.

По эпюрам суммарных изгибающих моментов и крутящих моментов рис. 1,2 с учетом диаметра вала в соответствующих сечениях определяется наиболее опасное сечение. Общий коэффициент запаса усталостной прочности определяется по формуле

где S_σ и S_τ – коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

где пределы выносливости материала при симметричных циклах изгиба и кручения; эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении; коэффициент, учитывающий влияния шероховатости поверхности; масштабные факторы для нормальных и касательных напряжений; амплитуды циклов нормальных и касательных напряжений; средние напряжения циклов; коэффициенты, учитывающие влияние среднего напряжения цикла.

Из анализа эпюр внутренних силовых факторов можно сделать заключение, что опасное сечение вала располагается под подшипником (опора В), где возникают наибольший изгибающий момент и крутящий момент .

Проверим усталостную прочность вала в этом сечении.

Пределы выносливости материала вала при изгибе и кручении определяются по эмпирическим зависимостям с учетом того, что для стали 40Х с термообработкой – улучшение и :

Коэффициенты концентрации напряжений по нормальным и касательным напряжениям: .

.

Максимальное напряжение при изгибе в опасном сечении вала

Учитывая, что каждое продольное волокно вала при изгибе с вращением работает попеременно на растяжение и сжатие по симметричному циклу, получаем .

Максимальные напряжения при кручении вала

Коэффициент коэффициент

Затем определяют коэффициенты запаса усталостной прочности вала

;

Общий коэффициент запаса усталостной прочности

Полученный результат больше нормативного коэффициента запаса прочности , следовательно, усталостная прочность вала обеспечена.

3.12 Системы смазки, смазочные материалы

Для проектируемого редуктора принимаем:

Смазка зубчатого зацепления – картерная;

Смазка подшипников – масляным туманом (т.к. скорость зацепления V=2 м/с)

Смазка зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаем внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение зубьев колеса минимум на 10 мм.

Объем заливаемого масла определяем из расчета , принимаем 3 литра, масло авиационное МС-14 ГОСТ 1013-76, устанавливаем вязкость масла при скорости зубчатого зацепления 2 м/с: .

Для контроля уровня масла предусматриваем в корпусе редуктора дополнительное отверстие с резьбой и маслосливной пробкой, располагаемой на рекомендуемом уровне. Для заливки масла в редуктор предусматривается отверстие с резьбой, закрывающееся пробкой-отдушиной. Замену масла производим периодически, выпуская масло через сливное отверстие, которое закрывается маслосливной пробкой с прокладкой.