11.1 Входной вал

Расчет на статическую прочность. Расчет на прочность производится с помощью программных средств сайта http://sopromat.org

Длины участков для всех схем вала:

L1 = 43 мм; L2 = 43 мм; L3 = 49 мм; L4 = 25 мм.

Действующие номинальные нагрузки:

F_t = 5073.56 Н (тяговая нагрузка в зацеплении);

F_r = 1865.18 Н (радиальная нагрузка в зацеплении);

F_a = 718.1 Н (осевая нагрузка в зацеплении);

T = 134.5 Н∙м.

Расчетная схема вала для построения эпюры M_x (на схеме P_y(b)=F_r):

Эпюра M_x:

Расчетная схема вала для построения эпюры M_y (на схеме P_y(b)=F_t):

Эпюра M_y:

Расчетная схема вала для построения эпюры N:

Эпюра N (осевые факторы):

Расчетная схема вала для построения эпюры M_кр:

Эпюра M_кр:

Очевидно, что опасным является место зубчатого зацепления, в котором действуют все виды внутренних факторов. Рассмотрим его:

M_x = 40101 Н∙мм;

M_y = 109082 Н∙мм;

F = 718 Н;

M_к = 135 Н∙м;

M_max = 278926.8 Н∙мм;

F_max = 2.4 ∙ 718 = 1723.2 Н;

M_кmax = 2.4 ∙ 135 = 324 Н∙м.

Расчетный диаметр в сечении вала-шестерни: d = 34.5 мм.

W = 4031.41 мм³;

W_к = 8062.82 мм³;

A = 934.82 мм².

σ = 71.03 МПа;

τ = 40.18 МПа.

Частные коэффициенты запаса:

S_Tσ = 10.56;

S_Tτ = 11.2;

Общий коэффициент запаса:

S_T =7.68.

Полученный коэффициент запаса не дает сомнения в прочности вала. Принимаем ранее расчитанные параметры окончательными.

11.2 Промежуточный вал

Расчет на статическую прочность. Расчет на прочность производится с помощью программных средств сайта http://sopromat.org

Длины участков для всех схем вала:

L1 = 62.5 мм; L2 = 92.5 мм; L3 = 43 мм.

Действующие номинальные нагрузки:

F_t = 5073.56 Н (тяговая нагрузка в зацеплении);

F_r1 = 6035.27 Н (радиальная нагрузка в зацеплении шестерни на этом вале);

F_r2 = 1865.18 Н (радиальная нагрузка в зацеплении колеса на этом вале);

F_a1 = 2210.7 Н (осевая нагрузка в зацеплении шестерни на этом вале);

F_a2 = 718.1 Н (осевая нагрузка в зацеплении колеса на этом вале);

T = 795.82 Н∙м.

Расчетная схема вала для построения эпюры M_x (на схеме P_y(b)=F_r2, P_y(c)=F_r1):

Эпюра M_x:

Расчетная схема вала для построения эпюры M_y (на схеме P_y(b)=F_t2, P_y(c)=F_t1):

Эпюра M_y:

Расчетная схема вала для построения эпюры N:

Эпюра N (осевые факторы):

Расчетная схема вала для построения эпюры M_кр:

Эпюра M_кр:

Очевидно, что опасным является место зубчатого зацепления, в котором действуют все виды внутренних факторов. Рассмотрим его:

M_x = 228473 Н∙мм;

M_y = 484276 Н∙мм;

F = 1493 Н;

M_к = 796 Н∙м;

M_max = 1285116.9 Н∙мм;

F_max = 2.4 ∙ 1493 = 3583.2 Н;

M_кmax = 2.4 ∙ 796 = 1910.4 Н∙м.

Диаметр в сечении: d = 46.3 мм.

Размеры шпоночного соединения (см. рис. 17): b = 14 мм; h = 9 мм.

W = 8555.4 мм³;

W_к = 18299.52 мм³;

A = 1620.65 мм².

σ = 152.42 МПа;

τ = 104.4 МПа.

Частные коэффициенты запаса:

S_Tσ = 4.92;

S_Tτ = 4.31;

Общий коэффициент запаса:

S_T =3.24.

Полученный коэффициент запаса не дает сомнения в прочности вала. Принимаем ранее расчитанные параметры окончательными.

11.3 Выходной вал

Расчет на статическую прочность. Расчет на прочность производится с помощью программных средств сайта http://sopromat.org

Длины участков для всех схем вала:

L1 = 62.5 мм; L2 = 62.5 мм; L3 = 106 мм; L4 = 70 мм.

Действующие номинальные нагрузки:

F_t = 16432.38 Н (тяговая нагрузка в зацеплении);

F_r = 6035.27 Н (радиальная нагрузка в зацеплении);

F_a = 2210.7 Н (осевая нагрузка в зацеплении);

T = 3651.31 Н∙м.

Расчетная схема вала для построения эпюры M_x (на схеме P_y(b)=F_r):

Эпюра M_x:

Расчетная схема вала для построения эпюры M_y (на схеме P_y(b)=F_t):

Эпюра M_y:

Расчетная схема вала для построения эпюры N:

Эпюра N (осевые факторы):

Расчетная схема вала для построения эпюры M_кр:

Эпюра M_кр:

Очевидно, что опасным является место зубчатого зацепления, в котором действуют все виды внутренних факторов. Рассмотрим его:

M_x = 188602 Н∙мм;

M_y = 513512 Н∙мм;

F = 2211 Н;

M_к = 3651 Н∙м;

M_max = 1312923.5 Н∙мм;

F_max = 2.4 ∙ 2211 = 5306.4 Н;

M_кmax = 2.4 ∙ 3651 = 8762.4 Н∙м.

Диаметр в сечении: d = 82.5 мм.

Размеры шпоночного соединения (см. рис. 17): b = 22 мм; h = 14 мм.

W = 49806.43 мм³;

W_к = 104933.1 мм³;

A = 5191.62 мм².

σ = 27.38 МПа;

τ = 83.5 МПа.

Частные коэффициенты запаса:

S_Tσ = 27.39;

S_Tτ = 5.39;

Общий коэффициент запаса:

S_T =5.29.

Полученный коэффициент запаса не дает сомнения в прочности вала. Принимаем ранее расчитанные параметры окончательными.