6.2 Расчет промежуточного вала

Диаметры выходных концов валов найдем по формуле:

Примем стандартное значение d₁=45мм

Диаметр под подшипник d₂=50 мм

Выберем подшипник средней серии по :

Наружный диаметр - 10 мм ширина подшипника - В=27мм

Диаметр d₃=55мм

Диаметр d₄=60мм

Ширину и высоту шпонки шестерни второй ступени выберем по диаметру :

Ширина шпонки b=16 мм ; высота шпонки h=10 мм;

Проверим шпонку на смятие

Сила, действующая на шпонку

Площадь смятия

Допускаемое напряжение на смятие

=

6.3 Расчет тихоходного вала

Диаметры выходных концов валов найдём по формуле:

5 мм

Примем стандартное значение 65 мм

Длина концевого участка вала 105 мм

Диаметр под подшипник 70 мм длина105 мм

Выберем подшипник средней серии по :

Наружный диаметр - 140мм ширина подшипника -33 мм

Диаметры 75 мм и.80 мм

Ширину и высоту шпонки выберем по диаметру

Ширина шпонки на выходном участке вала b=22 мм ; высота шпонки h=14 мм;

Проверим шпонку на смятие

Сила действующая на шпонку

Площадь смятия

Допускаемое напряжение на смятие

Ширину и высоту шпонки выберем по диаметру

Ширина шпонки на зубчатом колесе на тихоходной ступени вала b=25 мм ; высота шпонки h=14 мм;

Проверим шпонку на смятие

Сила действующая на шпонку

Площадь смятия

Допускаемое напряжение на смятие

- значит необходимо две шпонки.

7. Расчет валов

7.1 Быстроходный вал

7.1.1 Силы в зацеплении:

3689.423Н;1356Н;F_a=518.5H; 1723,7Н

130

50

100

7.1.4 Вертикальная плоскость

130

100

50

Определение опорных реакций:

Строим эпюру :

7.1.5 Горизонтальная плоскость

130

100

50

Определение опорных реакций:

Строим эпюру :

+

Строим эпюру крутящих моментов Т:

69,1Hм

+

7.1.6 Определение суммарных радиальных реакций

7.2Тихоходный вал

7.2.1 Силы в зацеплении:

11463Н; Н;4600Н;14942Н;

120

70

130

7.2.2 Вертикальная плоскость

120

130

70

Определение опорных реакций:

Строим эпюру :

7.2.3 Горизонтальная плоскость

120

130

70

Определение опорных реакций:

Строим эпюру :

Строим эпюру крутящих моментов Т:

687,8Hм

+

7.2.4 Определение суммарных радиальных реакций

Расчет валов на сопротивление усталости

8.1 Расчет быстроходного вала на сопротивление усталости

М=400 Н∙м– изгибающий момент;

T=69,1 Н∙м– крутящий момент;

D = 45 мм

Материал вала Сталь 45

Опасный участок – опора подшипника.

Определим расчётный коэффициент запаса прочности Sи сравним его с допускаемым значением [S], принимаемым обычно 1,3…2,1

где - коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по зависимостям

Амплитуду напряжений цикла в опасном сечении определим по формулам

Моменты сопротивления сплошного круглого сечения

Отсюда находим

Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении

где - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгибы и кручения для стали 45

Значения - коэффициентов концентрации напряжений для данного сечения вала находят по зависимостям

где - эффективные коэффициенты концентрации напряжений, определяющиеся по таблицам

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, определяющийся по таблице

- коэффициент влияния шероховатости

- коэффициент влияния поверхностного упрочнения (если поверхность вала не упрочняется , то )

Далее находим по уже имеющимся формулам:

По полученным значениям найдём

Затем вычислим коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям

Теперь определим расчётный коэффициент запаса прочности S

S=4,59

Полученный коэффициент запаса прочности больше допускаемого значения, значит условие на сопротивление усталости выполнено.