8. Расчет валов на выносливость

8.1 Проверочный расчет тихоходного вала

Определим коэффициент запаса прочности для опасного сечения, т.е. под подшипником.

Определим момент сопротивления проверяемого сечения при изгибе (W) и кручении ():

Определим предел выносливости стали при изгибе и кручении:

, где ─ предел прочности стали.

Определим амплитуды переменных составляющих циклов нагружений и постоянные составляющие, при принятых условиях нагружения:

, где Н∙мм ─ максимальный суммарный изгибающий момент сечения вала.

Определим коэффициенты снижения предела выносливости вала в рассматриваемом сечении:

, , где- эффективные коэффициенты концентрации напряжений,- коэффициент влияния абсолютных размеров рассматриваемого поперечного сечения;- коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности;- коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Т.к. МПа, то.

Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и по касательным напряжениям ():

Общий коэффициент запаса прочности:

где ─ требуемый коэффициент запаса для обеспечения прочности и жесткости.

Условие выполняется, прочность и жесткость обеспечены.

8.2 Проверочный расчет быстроходного вала

Определим коэффициент запаса прочности для опасного сечения.

Определим момент сопротивления проверяемого сечения при изгибе (W) и кручении ():

Определим предел выносливости стали при изгибе и кручении:

, где ─ предел прочности стали.

Определим амплитуды переменных составляющих циклов нагружений и постоянные составляющие, при принятых условиях нагружения:

, где Н∙мм ─ максимальный суммарный изгибающий момент сечения вала.

Определим коэффициенты снижения предела выносливости вала в рассматриваемом сечении:

, , где- эффективные коэффициенты концентрации напряжений,- коэффициент влияния абсолютных размеров рассматриваемого поперечного сечения;- коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности;- коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Т.к. МПа, то.

Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и по касательным напряжениям ():

Общий коэффициент запаса прочности:

где ─ требуемый коэффициент запаса для обеспечения прочности и жесткости.

Условие выполняется, прочность и жесткость обеспечены.

9. Расчет элементов корпуса редуктора

Исходные данные: межосевое расстояние .

Толщина стенки корпуса для двухступенчатого цилиндрического редуктора:

Толщина верхнего фланца корпуса:

Толщина нижнего фланца корпуса:

Толщина нижнего пояса корпуса без бобышки:

Диаметр фундаментальных болтов:

Примем d₁=16 мм.

Диаметры болтов у подшипников:

Примем d₂=12 мм.

Диаметры болтов, соединяющих основание корпуса с крышкой:

Примем d₃=10 мм.

Расстояние от наружной поверхности стенки корпуса до оси болтов :

Ширина нижнего и верхнего пояса основания корпуса:

10. Назначение посадок, выбор квалитетов точности и шероховатостей поверхностей

Назначение квалитетов точности, параметров шероховатости поверхностей, отклонение формы и расположение поверхностей должно сопровождаться тщательным анализом служебного назначения деталей и технологических возможностей при обработке. Рекомендуется для отверстий назначать более грубые посадки, чем для валов, поскольку обработка отверстий сложнее и дороже по сравнению с обработкой валов. Однако это различие не должно превышать два квалитета.