9.2 Ведомый вал

Опасные сечения

Первое сечение – на 3-й ступени под колесом в месте шпоночного паза, т.к. там приложена наибольшая нагрузка на вал;

Второе сечение – на 2-й ступени под подшипником опоры смежной с консольной нагрузкой. Имеет два концентратора напряжений посадка подшипника и ступенчатый переход между 2-й и 3-й ступенью [1. с. 266];

Первое сечение – на 3-й ступени шпоночный паз.

Первое сечение

Нормальные напряжения:

(9.1)

М – суммарный изгибающий момент;

Нм

- осевой момент сопротивления сечения вала;

; мм (9.2)

b – ширина шпонки:

b = 22 мм [1. с. 450. т. К42];

t₁ – глубина паза вала;

t₁ = 9 мм [1. с. 450. т. К42];

мм

Касательные напряжения:

(9.3)

М_к – крутящий момент;

Нм

- полярный момент сопротивления сечения вала.

; мм (9.4)

мм

Коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчётного сечения вала:

(9.5)

(9.6)

, - эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

=2,0 [1. с. 272 т. 11.2];

=1,8 [1. с. 272 т..11.2];

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

=0,76 [1. с. 272 т. 11.3];

- коэффициент влияния шероховатости;

=1 [1. с. 272 т. 11.4];

– коэффициент влияния поверхностного упрочнения;

=1,7 [1. с. 272 т. 11.5];

Пределы выносливости:

(9.7)

– предел выносливости при симметричном цикле изгиба;

[1. с. 53. т. 3.2]

,

(9.8)

– предел выносливости при симметричном цикле кручения;

(9.9)

Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

(9.10)

(9.11)

Общий коэффициент запаса прочности:

(9.12)

[s] – допускаемый коэффициент запаса прочности,

[s]=1,6…2,1 [1. с. 267];

Запас прочности вала в сечении обеспечен.

Второе сечение

Отношение эффективного коэффициента концентрации напряжений и коэффициента влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

Посадка подшипника с натягом:

=4,2 [табл. 11.2]

Ступенчатый переход галтелью между 2-й и 3-й ступенью:

=2,4 [табл. 11.2]

=0,76 [табл. 11.3]

Наиболее опасный концентратор напряжений посадка подшипника с натягом.

Нормальные напряжения:

(9.1)

М=153,1 Нм

(9.13)

мм

Касательные напряжения:

(9.3)

Нм

(9.14)

мм

Коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчётного сечения вала:

(9.15)

- коэффициент влияния шероховатости;

=1 [1. с. 272 т. 11.4];

(9.16)

= 2,9 [табл. 11.2]

Пределы выносливости:

(9.7)

– предел выносливости при симметричном цикле изгиба;

[1. с. 53. т. 3.2]

,

(9.8)

– предел выносливости при симметричном цикле кручения;

(9.9)

Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

(9.10)

(9.11)

Общий коэффициент запаса прочности:

(9.12)

[s] – допускаемый коэффициент запаса прочности,

[s]=1,6…2,1 [1. с. 267];

Запас прочности вала в сечении обеспечен.

10. Посадка деталей и сборочных единиц редукторов Подшипник 212

Посадка Ø 60 - вал – отверстие внутреннего кольца [2. с. 90. т. 6.6];

1. Определяем предельные отклонения отверстия, поле допуска которого Ø60 Н7:

По ГОСТ 25346-89 из интервала св. 50 до 80 мм для 7-го квалитета выписываем значение допуска: IT 7 = 30 мкм

Нижнее отклонение, мкм;

EI = 0;

Верхнее отклонение, мкм;

ES = EI + IT 7

ES = 0 + 30 = 30 мкм;

2. Определяем предельные отклонения вала, поле допуска которого Ø60 m6:

По ГОСТ 25346-89 из интервала св. 50 до 80 мм для 6-го квалитета выписываем значение допуска: IT 6 = 19 мкм;

Нижнее отклонение, мкм;

ei = 11 мкм, по ГОСТ 25346-89;

Верхнее отклонение, мкм;

es = ei + IT 6

es = 11 + 19 = 30 мкм;

3. Определяем предельные размеры отверстия и вала, мм:

D_max = d(D) + ES

D_max = 60 + 0.030 = 60.030 мм;

D_min = d(D) + EI

D_min = 60 + 0 = 60 мм;

d_max = d(D) + es

d_max = 60 + 0.030 = 60.030 мм;

d_min = d(D) + ei

d_min = 60 + 0.011 = 50.009 мм

4 . Определяем параметры (величину зазоров и натягов) посадки:

N_max = d_max – D_min

N_max = 60.030 – 60 = 0.030 мм;

S_max = D_max – d_min

S_max = 60.030– 60.011 = 0.019 мм

5 . Определяем величины допусков на вал и отверстие:

Td = d_max – d_min

Td = 60.030 – 60.011 = 0.019 мм;

TD = D_max – D_min

TD = 60.030 - 60 = 0.030 мм