Таким образом, крутильная жесткость вала обеспечивается.

Проверка на выносливость

Проверим на выносливость вал в сечении В. Здесь установлен подшипник,

посадка с натягом.

Коэффициенты:

K_σ/K_d =3,65

K_τ/K_d =2,6

K_F=1 K_V=2,4

Пределы выносливости гладких образцов при симметричном

цикле изгиба и кручения

σ_-1=0,43 σ_В=0,43*700=301 МПа

τ_-1=0,58 σ_-1=174,58 МПа

Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала

K_σD = (K_σ/K_d + K_F-1)/ K_V=1,52

K_τD = (K_τ/K_d + K_F-1)/ K_V=1,08

Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении

σ_-1D= σ_-1/ K_σD =301/1,52=198 Мпа

τ_-1D= τ_-1/ K_τD =174,58/1,08=161,65 Мпа

Моменты сопротивления сечения В:

осевой

полярный W_P=0,2d_П³=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 C_r=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 C_r=100 кН.

Частота вращения вала n =n₃=363,46 мин ^–1.

20