Материал: Проверочный расчет на выносливость выходного вала редуктора
В результате эскизной компоновки для тихоходного вала имеем длину плеч (расстояние) от центра приложения сил (усилий) до точек приложения опорных реакций .
Проверочный расчет на выносливость выходного вала редуктора
7.1 Схема нагружения вала (силы, действующие в зацеплении)
Окружное усилие в зацеплении Z3-Z4 по формуле (9.43/1/ с.197)
Радиальное усилие в зацеплении по формуле (9.43/1/с.197).
Нормальное усилие в зацеплении по формуле (9.42/1/с.198).
Нагрузка на вал от муфты:
Реакции опор в двух плоскостях:
а) в вертикальной плоскости:
Проверка правильности определения реакций:
б) в горизонтальной плоскости:
Проверка правильности определения реакций:
7.2 Изгибающие моменты в плоскостях
7.3 Эпюра суммарных изгибающих моментов
Результирующие изгибающие моменты, приведенные в одну плоскость в сечение под зубчатым колесом:
7.4 Эпюра крутящих моментов
Все эпюры крутящих и изгибающих моментов представлены на рисунке 3.
7.4 Суммарные реакции в опорах: (приведенные в одну плоскость), которые потребуются при подборе подшипников
7.5 Характеристики материала вала
Опасным сечением вала является: 1, в котором действует максимальный крутящий и изгибающий моменты, к тому же сечение ослаблено шпоночной канавкой, которая в тоже время является концентратором напряжений. Определяем коэффициент безопасности в этом сечении:
Выбираем материал вала: Ст.40.
Механические свойства стали: (по табл.2.2. /3/)
предел выносливости при изгибе ,
предел выносливости при кручении ,
коэффициент чувствительности при изгибе ,
коэффициент чувствительности при кручении
7.6 Нормальные напряжения
где
для вала , по СТ СЭВ 189-75 «Размеры сечений шпонок» принимаем: , (табл.2.29)/1/
7.7 Касательные напряжения от нулевого цикла:
где
7.8 Эффективные коэффициенты концентраций напряжений (шпоночная канавка) для стали 40 с (табл. 2.6.) /3/
7.9 Масштабные факторы для вала
(табл. 2.4.) /3/
и
принимаем Ra=1,25 (шероховатость поверхности) =>
- (табл. 2.2.) /3/
- 7.10 Коэффициент безопасности только по изгибу
7.11 Коэффициент безопасности только по кручению
7.12 Общий коэффициент безопасности
где - нормативный коэффициент безопасности, таким образом, прочность обеспечена.
Рисунок 3 - Схема нагружения тихоходного вала редуктора.