Расчет усилий, действующих в зацеплении

Усилия в зацеплении тихоходной ступени

Усилия в зацеплении быстроходной ступени

Схема усилий в зацеплении

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ РАЧЕТ ВАЛОВ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ

с=7,0 для промежуточного вала

с=5,9 для выходного вала

По ГОСТ 6636-69:

,

Диаметры шеек под подшипники выбирают из условия

.

Диаметр должен соответствовать внутреннему диаметру подшипника. Принимаем на I и II валу = 30 мм, на III валу = 40 мм. По рекомендациям принимаем для выходного вала подшипники легкой серии № 208, для быстроходного и промежуточного валов подшипники средней серии № 306.

Подбор подшипников и расчет валов

Промежуточный вал.

Определяем реакции в опорах:

Н:∑ = 0

∑ = 0

Проверка:

V: ∑ = 0

∑ = 0

=

Проверка:

Суммарные реакции в опорах:

1.2. Определяем значения изгибающих моментов:

под колесом

===19,66 Нм.

под шестерней

===112,57 Нм.

1.3. Производим расчет подшипников:

Выбираем коэффициенты радиальной и осевой нагрузки:

Осевая сила Fa = 0 => e = 0, при соотношении Fa/C₀ < 0,014делают равным е = 0,014.

Тогда Х=1, У=0

=(R_AVХ+F_aY)K_TК_Б =

= (1992,51 + 0 0)11,5 = 2988,8 H

= R_ВVK_TK_Б = 497,6111,5 = 746,4H

Более нагружена опора A, для которой делаем окончательный расчет. Предварительно поставлен подшипник №306, для которого С = 28100Н

L = ()³ = (28100/2988,8)³ = 831,09 об.

Определяем долговечность в часах

n = = = 217,95 об/мин

L_h = = = 63539,30 часов

1.4. Расчет коэффициентов запаса прочности:

Коэффициенты запаса прочности рассчитываем по формулам

где , - пределы выносливости при изгибе и кручении

, - коэффициенты асимметрии цикла нагружения, определяемые как

для углеродистых сталей.

Коэффициенты :

	dB = 32 мм		dB = 32 мм
К	1,88		0,88
К	1,55		0,77

Действующие напряжения рассчитываем по формулам:

,

Опасным является сечение I-I под шестернёй, в котором действует максимальный изгибающий момент:

Концентратором в этом сечении является шпоночный паз

(Шпонка 10х8 ГОСТ 23360-78). Материал вала - сталь 45 с пределом прочности . Пределы выносливости материала:

Диаметр вала в опасном сечении . Тогда моменты сопротивления

=

Тогда

Общий коэффициент запаса прочности

Рекомендуется допускаемое значение [S] = 2...4,5.

Прочность в сечении обеспечена.

Опасным является сечение II-II под шестернёй, в котором действует максимальный изгибающий момент:

Концентратором в этом сечении является галтель. Материал вала - сталь 45 с пределом прочности . Пределы выносливости материала:

Диаметр вала в опасном сечении . Тогда моменты сопротивления

=

Определяем коэффициенты концентрации напряжений:

К_ = 1 + С_ (К^`_ - 1)

К_ = 1 + С_ (К^`_ - 1)

К^{`</sup><sub></sub> = 2,16; К<sup>`}_ =1,64

r/d = 0,03; D/d = 1,07 => С_ = 0,869; С_ = 0,493

К_ = 1 + 0,869 (2,16 - 1) = 2,008

К_ = 1 + 0,493 (1,64 - 1) = 1,316

Тогда

Общий коэффициент запаса прочности

Рекомендуется допускаемое значение [S] = 2...4,5.

Прочность в сечении обеспечена.

Выходной вал.

Определяем реакции:

H:∑ = 0

∑ = 0

Проверка:

– верно.

V:∑ = 0

∑ = 0

оверка:

– верно.

Суммарные реакции в опорах: