11.2.2 Расчет на сопротивление усталости.

Условие прочности

где S, [S] – расчетный и допускаемый коэффициенты запаса прочности,

[S] = 1,5…4

- коэффициенты запаса прочности при изгибе и кручении;

десь - предел выносливости материала вала при изгибе и кручении;

здесь - предел прочности материала вала;

- эффективные коэффициенты концентрации нагрузки;

k_σ = k_σф +k_σn -1,

k_τ = k_τф +k_τn -1,

здесь k_σф, k_τф – эффективные коэффициенты от формы;

k_σф = 2, k_τф = 1,7 [7, с 272]

k_σn, k_τn – эффективные коэффициенты от состояния поверхности;

k_σn = 1 k_τn = 1 [7, с 272]

k_σ = 2+1-1=2, k_τ = 1,7+1-1=1,7;

k_dσ, k_dτ – масштабный фактор;

k_dσ = 0,73 k_dτ = 0,73 [7, с 272]

k_ν – коэффициент поверхностного упрочнения;

k_ν = 1 – для улучшения;

ψ_σ, ψ_τ – коэффициенты чувствительности с ассиметрии цикла;

ψ_σ =0,1;ψ_τ = 0,05 ,

σ_a, τ_a – амплитуды напряжения;

σ_m, τ_m – среднее значение;

Условимся, что напряжение изгиба изменяется по амплитудному циклу, а напряжение кручения по отнулевому.

σ_a = σ_u = 35 МПа;

σ_m = 0;

τ_a = τ_m = τ_кр/2 = 14,86/2 = 7,4 МПа,

11.3 Ведомый вал.

Материал вала - сталь 45, термообработка - улучшение,

σ_в = 780МПа, σ_т = 540 МПа; Проверяемое сечение 7-7 ( под колесом), d_к3= 60 мм.

Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки на валу.

11.3.1 Расчет вала на статическую прочность

Условие прочности:

,

где S_Т, [S_Т] – расчётный и допускаемый коэффициент запаса прочности по текучести

[S_Т] = 1,2…1,8;

σ_Т – предел текучести материала вала;

σ_Т = 540МПа;

К_n – коэффициент перегрузки;

К_n =Т_max/T_H = 2,5;

σ_экв - эквивалентная напряжение;

здесь σ_u – напряжение изгиба в проверяемом сечении;

σ_u = М⁷·10³/W_uнетто,

здесь М⁷ – суммарный изгибающий момент в проверяемом сечении;

М⁷ = 157,88 Нм,

W_uнетто – момент сопротивления сечения вала изгибу;

τ_кр – напряжение кручения в проверяемом сечении;

τ_кр = Т₃·10³/W_кнетто,

здесь Т₃– передаваемый валом вращающий момент;

Т₃ = 668,75 Н·м;

W_кнетто – момент сопротивления сечения вала кручению;

МПа;

11.3.2 Расчет на сопротивление усталости :

Условие прочности

где S, [S] – расчетный и допускаемый коэффициенты запаса прочности,

[S] = 1,5…4

- коэффициент запаса прочности при изгибе и прочности

здесь - предел выносливости материала при изгибе и кручении

здесь - предел прочности вала

- эффективный коэффициент концентрации напряжения

k_σ = k_σф +k_σn -1

k_τ = k_τф +k_τn -1,

здесь k_σф, k_τф – эффективные коэффициенты от формы;

k_σф = 1,7 k_τф = 1,4 [7, с 272]

k_σn, k_τn – эффективный коэффициент от состояния поверхности;

k_σn = 1 k_τn = 1 [7, с 272] k_σ = 2,4+1-1=2,4 k_τ = 1,8+1-1=1,8

k_dσ, k_dτ – масштабный фактор;

k_dσ = 0,785 k_dτ = 0,675 [7, с 272]

k_ν – коэффициент поверхностного упрочнения;

k_ν = 1 – для улучшения;

ψ_σ, ψ_τ – коэффициенты чувствительности с ассиметрии цикла;

ψ_σ =0,1;ψ_τ = 0,05

σ_a, τ_a – амплитуда напряжения;

σ_m, τ_m – среднее значение;

Условимся, что напряжение изгиба изменяется по амплитудному циклу,

а напряжение кручения по отнулевому.

σ_a = σ_u = 8,65МПа,

σ_m = 0;

τ_a = τ_m = τ_кр/2 = 16,94/2 = 8,47МПа,

12. Посадки зубчатых колес, шестерни, подшипников.

Посадки назначаем в соответствии с указаниями, данными в [6, с 263] и

ГОСТ 25347-82.

12.1. Посадка зубчатых колес на вал

12.2. Посадка муфты на вал ;

12.3. Шейки валов под внутренние кольца подшипников выполняем

с отклонением вала К6;

4. Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца подшипников по Н₇;

5. Посадка распорных втулок ;

6. Посадка распорных колец

7. Отклонение вала под уплотнение f9.