Расчет тихоходного вала на усталостную выносливость

Сечение I–I (точка C). Этот расчет ведут по формуле:

S = [S];

В сечении I–I (точка С) концентратором напряжений является натяг от установки внутреннего кольца подшипника.

Коэффициент концентрации напряжений при установке внутреннего кольца подшипника с натягом определяется по таблице 19 в зависимости от диаметра d и σ_в как отношение

= , а =

при диаметре d₆ = мм и σ_в = МПа для стали.

Амплитуда нормальных напряжений в точке С:

σ_{а =} σ_изгС = = МПа

Амплитуда касательных напряжений в точке С (5.25):

τ_а = = МПа

σ_т = 0 при нереверсивной работе редуктора.

S_σС = =

S_τС = =

Коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности K_F при чистовом шлифовании можно принимать

K_F =0,91

Коэффициент запаса прочности в точке С по нормальным напряжениям:

S_σС =

Коэффициент запаса прочности в точке С по касательным напряжениям:

S_τС =

Общий коэффициент запаса при расчете на усталостную выносливость в точке С:

S_C = =

при [S] = 1,5–2.

Условие прочности выполняется.

Сечение II–II (точка В). В этом сечении концентратором напряжений является шпоночный паз с параметрами: b = мм, h = мм, t₁ = мм (для диаметра d₇ = мм табл. П4).

Для стали__________с σ_в = МПа при нарезании шпоночного паза концевой фрезой К_σ = (интерполируя) (из. табл. 17), К_τ = , масштабный фактор К_d = (из табл. 18); коэффициент, учитывающий влияние шероховатости К_F = 0,91 при чистовом шлифовании.

Амплитуда нормальных напряжений в точке В:

МПа

Амплитуда касательных напряжений в точке В:

МПа

Коэффициент запаса прочности в точке В по нормальным напряжениям:

S_σВ =

Коэффициент запаса прочности в точке В по касательным напряжениям:

S_τВ =

Общий коэффициент запаса прочности при расчете на усталостную выносливость в точке В:

при [S] = 1,5...2.

Условие прочности выполняется.

Подбор шпонок и их проверочный расчет

Для диаметра вала d₅ = мм размеры шпонки: b = мм, h = мм, t₁ = мм (из табл. П4), а ее рабочая длина определяется по формуле:

l_p = = мм,

где Т₂= Н∙м (из РГР № 1)

=100 МПа – при стальной ступице

Поскольку длина вала l₅ = 85 мм, то шпонка общей длиной

l = l_р + b = мм

размещается на этом участке вала с запасом.

Для диаметра вала d₇ = мм размеры шпонки: b = мм, h = мм, t₁ = мм (из табл. П4), а ее рабочая длина определяется по формуле:

l_p = = мм

Поскольку длина вала l₇ = мм, то шпонка общей длиной

l = l_р + b = мм

размещается на этом участке вала с запасом.