Уточненный расчет выходного вала на усталостную прочность.
Так как опасное сечение находится под подшипником (рис. 4), то момент сопротивления при изгибе 
и полярный момент сопротивления 
рассчитываются по формулам:
,
,
где d – диаметр вала в опасном сечении, мм.
, 
,
, 
.
Концентратором напряжений в данном случае является посадка k6 (табл. 9[5]). При посадке k6, 
мм и 
МПа, по табл. 5[5] принимаем:
, 
.
Так как нереверсивное движение, то 
, а амплитудные значения нормальных напряжений:
,
, МПа.
Находим средние 
и амплитудные 
значения касательных напряжений:
,
, МПа.
Рассчитываем 
и 
– коэффициенты запаса прочности, соответственно, по нормальным и касательным напряжениям:
,
,
( 
и 
см. в п. 5.1);
– коэффициент поверхностного упрочнения.
,
.
Определяем коэффициент запаса прочности в опасном сечении вала:
,
.
Проверяем условие прочности:
,
где 
– рекомендуемый коэффициент запаса прочности, 
.
Условие прочности выполняется, так как 
.
Расчет шпоночных соединений.
Условие прочности на смятие шпонки описывается формулой:
,
где 
– допускаемое напряжение смятия, МПа.
Геометрические размеры шпонок подбираются по диаметру вала (табл. 8[5]):
под зубчатым колесом
, мм; 
, мм; 
, мм; 
,
под шкивом
, мм; 
, мм; 
, мм; 
.
Рассчитываем напряжение смятия для шпонок: под зубчатым колесом 
; под ведущим шкивом открытой клиноременной передачи 
:
, МПа,
, МПа.
Условие прочности на смятие выполняется во всех случаях.
Расчет подшипников.
Подшипники входного вала.
Данные необходимые для выполнения расчета:
- подшипник серии 204;
- динамическая грузоподъемность 
, кН;
- статическая грузоподъемность 
, кН;
- частота вращения вала 
, об/мин;
- осевая сила в передаче 
, Н;
- реакции опоры А: 
, Н; 
, Н;
- реакции опоры В: 
, Н; 
, Н;
- срок службы в годах 
, лет;
- коэффициент годовой загрузки 
;
- коэффициент суточной загрузки 
.
Определяем радиальные нагрузки на обоих подшипниках вала:
,
,
, Н,
, Н.
Определяем эквивалентную динамическую нагрузку:
,
где R – радиальная нагрузка на подшипник;
– осевая нагрузка на подшипник;
– коэффициент безопасности (табл. 1[6]);
– температурный коэффициент;
– коэффициент, учитывающий вращение колец подшипника;
, 
– коэффициенты радиальной и осевой нагрузок соответственно.
, Н.
Определяем требуемую долговечность подшипника:
,
, ч.
Вычисляем требуемую динамическую грузоподъёмность подшипника:
,
где 
– для шарикоподшипников;
n – частота вращения вала, об/мин.
, Н.
Так как условие 
не выполняется, то меняем серию подшипника.
Назначаем подшипник 304, с механическими характеристиками: 
, мм; 
, мм; 
, мм; 
, мм; 
, кН; 
, кН.
Подшипники выходного вала.
Данные необходимые для выполнения расчета:
- подшипник серии 208;
- динамическая грузоподъемность 
, кН;
- статическая грузоподъемность 
, кН;
- частота вращения вала 
, об/мин;
- осевая сила в передаче , Н;
- реакции опоры А: 
, Н; 
, Н;
- реакции опоры В: 
, Н; 
, Н;
- срок службы в годах , лет;
- коэффициент годовой загрузки ;
- коэффициент суточной загрузки .
Определяем радиальные нагрузки на обоих подшипниках вала:
,
,
, Н,
, Н.
Определяем эквивалентную динамическую нагрузку:
,
, Н;
, Н.
Дальнейший расчет ведем для наиболее нагруженной опоры – В.
Определяем требуемую долговечность подшипника:
,
, ч.
Вычисляем требуемую динамическую грузоподъёмность подшипника:
,
, Н.
Так как условие 
выполняется, то окончательно принимаем подшипник серии 208.