4 Расчёт на прочность вторичного вала
При работе коробки скоростей на третьей передаче напряжения во вторичном вале достигают максимальных значений, поэтому расчет этого вала следует вести для третьей передачи.
4.1 Исходные данные
Определяем силы, действующие на вторичном валу.
От передачи на первичный вал:
-окружная
сила
;
-радиальная
сила
;
-осевая
сила
;
От передачи на вторичный вал:
-Радиальная
сила
;
-Осевая
сила
;
От передачи на главную передачу:
-Окружная
сила
;
-Осевая
сила:
.
Вращающий момент на валу
;
-Окружная
сила
;
-Радиальная
сила
;
Частота
вращения вала
мин-1;
Диаметр
делительной окружности зубчатого
колеса:
=99,478
мм;
Диаметр
делительной окружности шестерни:
=76,522
мм;
Диаметр
делительной окружности шестерни главной
передачи:
мм;
Режим нагружения - переменный.
Расстояние между опорами и координаты точек приложения смотреть на расчетной схеме вала.
4.2
Расчетная схема вала 
4.3 Опорные реакции
В горизонтальной плоскости (XOZ):
;
;
;
;
Проверка:
В вертикальной плоскости (YOZ):
;
;
;
Проверка:
Суммарные реакции в опорах.
;
.
4.4 Изгибающие моменты
В горизонтальной плоскости.
;
;
;
.
;
;
;
.
;
;
;
.
В вертикальной плоскости.
;
;
;
.
;
;
;
.
;
;
Наибольший изгибающий момент возникает в сечении С.
4.5 Суммарный изгибающий момент в сечении С
;
Выбираем материал вала Сталь 18ХГТ со следующими характеристиками:
350НВ, В=1150 МПа, Т=950 МПа, -1=520 МПа, -1=280 МПа, =0,15, =0,1.
Механическая обработка вала - тонкая обточка; сквозная закалка нагревом ТВЧ.
4.6 Расчёт на сопротивление усталости
Для опасного сечения с коэффициент запаса прочности определяется по формуле
,
где
=1,5..2,5;
- Коэффициент запаса по напряжениям изгиба;
-
коэффициент запаса по напряжениям
кручения,
где
-
коэффициент долговечности, учитывающий
режим нагружения и срок службы.
Так
как число циклов до точки перелома
кривой усталости мало (
)
и достигается за небольшое время, то
рабочая точка находится на горизонтальном
участке кривой усталости. Поэтому
принимаем
,
-
пределы выносливости гладких образцов;
,
-
суммарные коэффициенты соответственно
при изгибе и кручении;
;
;
=2,13,
=1,71-
эффективные коэффициенты концентрации
напряжений ;
=0,77
- коэффициент влияния абсолютных размеров
вала;
=1,265
коэффициент влияния шероховатости;
=2,0
коэффициент влияния упрочнения;
;
;
;
;
а, а - переменные составляющие цикла изменения напряжений при изгибе и кручении соответственно;
;
.
;
;
;
;
.
Следовательно, вал удовлетворяет условию прочности по сопротивлению усталости.