Проверка тихоходного вала на усталостную прочность

Принимаем за опасное сечение, сечение D-D, т.к. там действуют большие моменты и вал ослаблен шпоночным пазом.

- изгибающий момент в сечении D-D

,

- осевой момент сопротивления вала;

- нормальное амплитудное напряжение в опасном сечении;

- полярный момент инерции сопротивления вала;

- амплитудное касательное напряжение в опасном сечении;

- эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений

-коэффициент концентрации нормальных напряжений;

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

- коэффициент влияния шероховатости поверхности;

- коэффициент влияния поверхностного упрочнения;

=4,6

- предел выносливости гладких образцов при симметричном цикле нагружения;

- предел выносливости в расчетном сечении вала;

- коэффициент концентрации касательных напряжений;

- эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений;

=3,2

- предел выносливости гладких образцов при кручении;

Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении

Т.к. S>[S], следовательно, вал обладает требуемой усталостной прочностью.

Проверка подшипников тихоходного вала

Опора В более нагружена , следовательно, проверку подшипников проводим в ней.

;

;

По таблице определяем е=0,22;

По таблице определяем Y=1,99;

Т.к. <e, следовательно, - не учитывается.

Считаем эквивалентную нагрузку

- грузоподъемность подшипника по документации

,

Считаем, что Подшипник 317 ГОСТ 8338-75 удовлетворяет предъявленным требованиям.

Быстроходный вал

Материал вала принимаем такой же как у шестерни

- допускаемое напряжение кручения

Диаметр выходного конца быстроходного вала

, где

- крутящий момент на шестерне быстроходной ступени;

По ГОСТ 12080-66 принимаем ближайшее к вычисленному значению диаметра, т.е.

Назначаем диаметры ступенек под подшипники

Принимаем =35 мм

Определяем диаметр буртика

с=6

Предварительно выбираем подшипник средней серии

Подшипник №307 ГОСТ 8338-75

d_ПБ=35мм – диаметр подшипника быстроходного вала;

D_Б=80мм – внешний диаметр подшипника быстроходного вала;

b_Б=21мм – ширина подшипника быстроходного вала;

с=33,2кН – динамическая грузоподъемность;

с₀=18кН - статическая грузоподъемность;

l_ПБ=1,5·d_ПБ=1,5·35=52,5мм – длина ступеньки под подшипник;

Рисунок 7-Схема быстроходного вала

Необходимые расстояния для определения опорных реакций

Силы действующие на вал

- усилие от соединительной муфты;

- окружная сила на шестерне;

- осевая сила;

- радиальная сила;