Таким образом, крутильная жесткость вала обеспечивается.
Проверка на выносливость
Проверим на выносливость вал в сечении В. Здесь установлен подшипник,
посадка с натягом.
Коэффициенты:
Kσ/Kd =3,65
Kτ/Kd =2,6
KF=1 KV=2,4
Пределы выносливости гладких образцов при симметричном
цикле изгиба и кручения
σ-1=0,43 σВ=0,43*700=301 МПа
τ-1=0,58 σ-1=174,58 МПа
Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала
KσD = (Kσ/Kd + KF-1)/ KV=1,52
KτD = (Kτ/Kd + KF-1)/ KV=1,08
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении
σ-1D= σ-1/ KσD =301/1,52=198 Мпа
τ-1D= τ-1/ KτD =174,58/1,08=161,65 Мпа
Моменты сопротивления сечения В:
осевой
полярный WP=0,2dП3=0,2*553=33275 мм3
Амплитудные напряжения в опасных сечениях
Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям
4 этап .Проверочные расчеты.
Эти расчеты предусматривают проверку соединений вал-втулка, т.е.
шпоночных соединений, на смятие и проверку выбранных подшипников качения на долговечность.
4.1. Проверка стальных шпонок на прочность.
Расчет на смятие:
Величину допускаемого напряжения на смятие при использование стальных шпонок принимают в пределах 100…180 МПа.
Большие значения – при легком режиме работы, меньше - при переменных значениях крутящего момента.
Примем для данного момента МПа
Ведущий вал. Соединение вала со шкивом ременной передачи.
Диаметр вала =30 мм. Шпонка ,мм.
Н/мм2<=120 Н/мм2.
Ведомый вал. Соединение вала с зубчатым колесом.
Диаметр вала мм. Шпонка , мм.
Н/мм2<=120 Н/мм2.
Соединение ведомого вала со звездочкой.
Диаметр вала мм. Шпонка , мм.
Н/мм2<=120 Н/мм2.
Таким образом, прочность всех шпоночных соединений редуктора обеспечивается.
4.2.Проверка подшипников качения на долговечность.
Если подшипник, выбран по конструктивным соображениям (по диаметру цапфы ),то его проверяют на долговечность по формуле:
, где
- долговечность выбранных подшипников (расчетный ресурс в часах);
- номинальная долговечность (по заданию =12000 ч);
- динамическая грузоподъемность подшипника;
- эквивалентная или приведенная нагрузка на наиболее нагруженный подшипник;
p – показатель степени; для шарикоподшипников p = 3.
Эквивалентная нагрузка:
, где
X и Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок соответственно.
- радиальная нагрузка на наиболее нагруженном подшипнике:
- осевая нагрузка; в данном примере=0.
- коэффициент кольца подшипника; при вращении внутреннего кольца
=1.
- коэффициент безопасности, зависит от характера нагрузки; при
спокойной нагрузке без толчков = 1.
- температурный коэффициент; если температура подшипника не превышает 100, .
Ведущий вал.
Наиболее нагруженный ведущего вала - подшипник А:
кН , кН.
кН.
= =2,57кН.
Динамическая грузоподъемность Cr=63,7 кН.
Частота вращения вала n =n2=1144,92 мин –1.
Ведомый вал.
Наиболее нагруженный ведомого вала - подшипник А:
кН , кН.
кН.
= =2,72кН.
Динамическая грузоподъемность Cr=100 кН.
Частота вращения вала n =n3=363,46 мин –1.