15 Проверочный расчет тихоходного вала на усталостную и статическую прочность

Материал вала сталь 40Х,

- коэффициент пиковой нагрузки К_n = 2,1.

По эпюрам суммарных изгибающих моментов и крутящих моментов с учетом диаметра вала в соответствующих сечениях определяется наиболее опасное сечение. Общий коэффициент запаса усталостной прочности определяется по формуле

(15.1)

где S_σ и S_τ – коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

(15.2)

(15.3)

где пределы выносливости материала при симметричных циклах изгиба и кручения;эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении;коэффициент, учитывающий влияния шероховатости поверхности;масштабные факторы для нормальных и касательных напряжений;амплитуды циклов нормальных и касательных напряжений;средние напряжения циклов;коэффициенты, учитывающие влияние среднего напряжения цикла.

Из анализа эпюр внутренних силовых факторов можно сделать заключение, что опасное сечение вала располагается в сечении B, где возникают наи

большие внутренние силовые факторы: изгибающий момент и крутящий момент

Проверим усталостную прочность этого сечения.

Пределы выносливости материала вала при изгибе и кручении определяются по эмпирическим зависимостям с учетом того, что для стали 40Х с термообработкой – улучшение и:

Коэффициенты концентрации напряжений по нормальным и касательным напряжениям: .

Максимальное напряжение при изгибе в опасном сечении вала

(15.4)

Учитывая, что каждое продольное волокно вала при изгибе с вращением работает попеременно на растяжение и сжатие по симметричному циклу, получаем .

Максимальные напряжения при кручении вала

(15.5)

Коэффициент , коэффициент

Затем определяют коэффициенты запаса усталостной прочности вала

Общий коэффициент запаса усталостной прочности

Полученный результат больше нормативного коэффициента запаса прочности , следовательно, усталостная прочность вала обеспечена.

Статическая проверка прочности вала выполняется с использованием расчетной формулы по энергетической теории прочности

.

Допускаемое напряжение следовательно условие статической прочности выполняется.

16 Выбор смазки зацепления и подшипников

Принимаем смазку зацепления – картерную.

Обьем масла рассчитываем по формуле:

V=0,3*P_ДВ.ТР. , [л]

V=0,3*2,25=0,675 [л]. По техническим соображениям принимаем V=ff

Выбор смазки подшипников:

Окружная скорость V=1,37 м/с, следовательно принимаем, что подшипники смазываются консистентной смазкой.

Для заливки масла в редуктор предусматривается пробка с прокладкой. Замену масла производим периодически, выпуская масло через сливное отверстие которое закрывается пробкой с прокладкой.

17 Выбор посадок для сопряжений основных деталей привода

Посадку внутреннего кольца подшипника осуществляют по системе отверстия при постоянном отклонении внутреннего диаметра подшипника, различные посадки получают за счет изменения размеров вала. При расположении поля допуска внутреннего кольца появляется возможность получения посадок с гарантированным натягом. Сопряжение наружного кольца подшипника с отверстием в корпусе выполняют по посадке, дающей очень небольшой натяг или небольшой зазор, позволяющий кольцу при работе немного проворачиваться относительно своего посадочного места.

• посадка зубчатого колеса на вал для обеспечения точности расположения элементов закрытой зубчатой передачи ;

• посадка распорной втулки ;

• посадка звездочкироликовой цепной передачи ;

• посадка подшипников на вал , в корпус;

• посадка шпонки на вал .