11.1 Ведущий вал редуктора.

11.1.1 Расчет на сопротивление усталости.

Материал вала – сталь 45, термообработка – улучшение. = 890 МПа, = 650 МПа. Проверяемое сечение 3-3 (под шестерней, = 57,2405 мм.). Концентрация напряжений обусловлена нарезкой зубьев на валу.

Условие прочности.

S = [S],

где S, [S] – расчетный и допускаемый коэффициент запаса прочности;

[S] = 2,5 ..4

- коэффициент запаса прочности при изгибе и кручении.

= ,

= ,

здесь , - предел выносливости материала вала при изгибе и кручении.

= 0,45 · ;

= 0,25 · ;

- предел прочности материала вала;

= 890 МПа;

= 0,45 · 890 = 400,5МПа;

= 0,25 · 890 = 222,5МПа;

, – эффективный коэффициент концентрации напряжения при изгибе и кручении;

= + ;

= + ;

здесь ,- эффективный коэффициент от формы;

= 1,7; [7, с.271]

= 1,4; [7, с.271]

эффективный коэффициент от состояния поверхности;

[7, с.271]

[7, с.271]

- масштабный коэффициент;

=0,78 К_dτ=0,675 [7, с.271]

– коэффициент поверхности упрочнения;

= 1 – при улучшении и нормализации; [7, с.271]

- коэффициент чувствительности к ассиметрии цикла;

= 0,1; [7, с.272]

= 0,05; [7, с.272]

, - амплитуда напряжении при изгибе и кручении;

, – среднее напряжение;

Условимся, что напряжение изгиба изменяется по симметричному циклу, а напряжение кручения изменяется по отнулевому циклу.

= ,

где - суммарный изгибающий момент в проверяемом сечении;

= 58,608 Н·м;

- момент сопротивления сечения вала изгибу;

= = = 18,4· мм³;

здесь диаметр впадины шестерни, мм;

= = 3,19 МПа;

= = ;

где – передаваемый валом вращающий момент;

Н·м;

- момент сопротивления вала кручению;

= = = 36,81· мм³;

= = = 2,08 МПа;

= = = 57,97;

= = = 51,57;

S = [S]

11.1.2 Расчет на статическую прочность.

Данный расчет производят с целью предупреждения пластической деформации и разрушении с учетом кратковременных перегрузок.

S_т = S_т],

Где S_т S_т] – расчетный и допускаемый коэффициент запаса прочности по текучести;

S_т] = 1,2 …1,8;

- предел текучести материала вала;

= 650 МПа;

- коэффициент перегрузки;

= 2;

- эквивалентное напряжение;

= ,

здесь - напряжение изгиба в проверяемом сечении;

= 3,19МПа;

- напряжение кручения в проверяемом сечении;

= 2 · 2,08 = 4,16МПа;

= = 7,88 МПа

S_т = = 41,24 S_т]