10.2.4 Крутящий момент в сечениях вала.
Строим эпюру крутящих моментов.
10.2.5 Определение опасного сечения
Как видно из эпюр изгибающих моментов опасным сечением вала является сечение С. Определяем суммарный изгибающий момент в сечении С.
10.2.6 Осевой момент сопротивления сечения С.
10.2.7 Полярный момент сопротивления сечения С.
10.2.8 Амплитуда симметричного цикла по изгибу.
10.2.9 Амплитуда касательных напряжений:
10.2.10 Среднее напряжение цикла при изгибе
m = 0,m = a = 1,4 Н/мм2.
10.2.11 Принимаем коэффициенты
концентрации напряжений: K = 1,9;K = 1,6;
масштабных факторов: Е = 0,785;Е = 0,685;
коэффициенты, учитывающие влияние среднего напряжения цикла на усталостную прочность: = 0,1,= 0,5.
10.2.12 Определяем коэффициенты запаса прочности вала в сечении С по напряжениям изгиба
10.2.13 Определяем коэффициенты запаса прочности вала в сечении С по напряжениям кручения
10.2.14 Расчетный коэффициент запаса прочности :
s [s] = 1,5.
Сопротивление усталости обеспечивается.
10.3 Тихоходный вал
10.3.1 Выбор материала вала
Для изготовления тихоходного вала выбрали материал сталь 40Х, твердость не менее 200НВ; -1= 320МПаи-1= 200МПа– пределы выносливости при симметричном цикле изгиба и кручения.
10.3.2 Строим расчетную схему вала.
Из предыдущих разделов имеем
Силы в цилиндрическом зацеплении: Ft2=3835 Н; Fr2=1418,6 Н; Fa2=694,2 Н.
Консольная нагрузка от цепной передачи Fц=3190,35 Н. Проекции на оси: Fцy= 1595,18 Н; Fцx= 2762,9 Н;
Реакции: REy= 1570Н,RGy=1746,5Н, REx= 2645,8Н, RGx=1573,7Н.
Расстояния: lц= 80мм,l1= 70мм, l2= 115мм.
10.3.3 Определим величину изгибающих моментов в характерных сечениях E, F, G, H.
В горизонтальной плоскости.
слева: MHy= 0;
MGy= -Fцx·lц= -2762,9·80·10-3= -221Н·м;
MFy= -Fцx·(lц+l1)+RGx·l1 = -2762,9·150·10-3+ 1573,7·70·10-3= -304,3 Н·м;
справа: MEy= 0;
Проверка:
справа: MFy= - REx·l2= -2645,8·115·10-3= -304,3 Н·м;
В вертикальной плоскости.
слева: MHx= 0;
MGx=Fцy·lц= 1595,18·80·10-3= 127,6Н·м;
MFx1=Fцy·(lц+l1)–RGy·l1=1595,18·150·10-3 – 1746,5·70·10-3= 117 Н·м;
MFx2 = Fцy·(lц+l1)–RGy·l1+Fa2·½d2 =
= 1595,18·150·10-3 – 1746,5·70·10-3+694,2·½·183·10-3=180,5 Н·м;
справа: MEx= 0;
Проверка:
справа: MFx= REy·l2= 1570·115·10-3=180,5 Н·м;
10.3.4 Крутящий момент в сечениях вала.
Строим эпюру крутящих моментов.
10.3.5 Определение опасного сечения
Как видно из эпюр изгибающих моментов опасным сечением вала является сечение F. Определяем суммарный изгибающий момент в сечении F.
10.3.6 Осевой момент сопротивления сечения F.
10.3.7 Полярный момент сопротивления сечения F.
10.3.8 Амплитуда симметричного цикла по изгибу.
10.3.9 Амплитуда касательных напряжений:
10.3.10 Среднее напряжение цикла при изгибе
m = 0,m = a = 5,3 Н/мм2.
10.3.11 Принимаем коэффициенты
концентрации напряжений: K = 1,9;K = 1,6;
масштабных факторов: Е = 0,81;Е = 0,7;
коэффициенты, учитывающие влияние среднего напряжения цикла на усталостную прочность: = 0,1,= 0,5.
10.3.12 Определяем коэффициенты запаса прочности вала в сечении F по напряжениям изгиба
10.3.13 Определяем коэффициенты запаса прочности вала в сечении F по напряжениям кручения
10.3.14 Расчетный коэффициент запаса прочности :
s [s] = 1,5.
Сопротивление усталости обеспечивается.
11. Выбор смазки.
Смазывания зубчатого зацепления и подшипников качения производится маслом, заливаемым внутрь корпуса редуктора до уровня, обеспечивающего погружение зубчатого колеса примерно на 10 мм. Объем масляной ванны определяется из расчета 0,25дм3 на 1 кВтпередаваемой мощности:
V= 0,25 · 4 = 1дм3 = 1л.
Устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях H= 562,34МПаи скоростиv= 2,18м/срекомендуемая кинематическая вязкость масла должна быть примерно равна 28 · 10-6м2/с.
Выбираем масло индустриальное И – 30А, с кинематической вязкостью (28…34) · 10-6м2/с по ГОСТ 20799-75.