12 Уточненный расчёт валов

12.1 Расчёт 1-го вала

Крутящий момент на валу T_кр.= 28100H^xмм.

Для данного вала выбран материал: сталь 45. Для этого материала:

- предел прочности _b=486МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба

_-1= 0,43^x_b= 0,43^x486=209Мпа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле кручения

_-1= 0,58^x_-1= 0,58^x209 = 121.21Мпа.

2 – е с е ч е н и е.

Диаметр вала в данном сечении D = 30 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (см. табл. 8.7[1]).

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_=

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

_v=2.51Мпа,

здесь

W_нетто=2649мм³

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

_m=0 Мпа, F_a= 0 Мпа – продольная сила,

- _= 0,2 – см. стр. 164[1];

- = 0.97 – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- _= 2,6– находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

S_=31.05.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_= где:

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

_v=_m=2.65 Мпа,

здесь

W_{к нетто}=5299мм³

- _t= 0.1 – см. стр. 166[1];

- = 0.97 – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- = 1,96– находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

S_=21.57.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = 1,401

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

3 – е с е ч е н и е.

Диаметр вала в данном сечении D = 32 мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_=

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

_v=14,55 Мпа,

здесь

W_нетто=3215,36 мм³,

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

_m=0 Мпа, F_a= 0 Мпа – продольная сила,

- _= 0,2 – см. стр. 164[1];

- = 0.97 – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- k_= 1,6 – находим по таблице 8.5[1];

- _= 0,877 – находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_=8,1.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_= где:

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

_v=_m=2,23 Мпа,

здесь

W_{к нетто}=6430,72 мм³,

- _t= 0.1 – см. стр. 166[1];

- = 0.97 – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_= 1,5 – находим по таблице 8.5[1];

- _= 0,762 – находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_=27,07.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = 2.04

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

13 Выбор сорта масла

Смазывание элементов передач редуктора производится окунанием нижних элементов в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение элемента передачи примерно на 10-20 мм. Объём масляной ванны V определяется из расчёта 0,25 дм³масла на 1 кВт передаваемой мощности:

V = 0,25 ^x5,5 = 1,375 дм³.

По таблице 10.8[1] устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях _H= 486 МПа и скорости v = 10 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 23^x10^-6м/с². По таблице 10.10[1] принимаем масло индустриальное И-20А (по ГОСТ 20799-75*).

Выбираем для подшипников качения пластичную смазку УТ-1 по ГОСТ 1957-73 (см. табл. 9.14[1]). Камеры подшипников заполняются данной смазкой и периодически пополняются ей.