7.2 Тихоходный вал

На рис. 20 показаны силы действующие на тихоходный вал:

Рис. 20

Расстояние между опорами расстояние(п.6.3) Сосредоточенный изгибающий момент

Определим реакции в горизонтальной плоскости

Направим предварительно реакции вверх.

Проверка 3,44≈2,54+0,79

Определим реакции в вертикальной плоскости.

Проверка: 8,5+6,88+7,95=23,33кН

Реакция в опоре Е;

Реакция в опоре F:

На подшипник опоры Е действует только радиальная нагрузка

Эквивалентная динамическая нагрузка на опоре Е

На подшипник опоры F действует радиальная силаи осевая сила

Для выбранных подшипников №7213 e=0,35; у=1,71 (п.6.3)

рис 22

Эквивалентная динамическая нагрузка на опору F

Х=что больше «e»;

Таким образом, определение фактического ресурса подшипников проводим по опоре Е, для которой

Выбранные подшипники имеют

час, что больше

Таким образом выбранные подшипники №7213 имеют требуемый ресурс.

8.Уточненный расчет валов на сопротивление усталости.

Быстроходный вал выполнен заодно с шестерней , изготовлен изнизколегированной стали 40Х; считаем , что вал во всех сечениях обладает достаточной прочностью. Выполним уточненный расчет тихоходного вала. Примем материал вала –сталь 45, термообработка – нормализация с НВ 200…235,действующих на вал(рис. 21)

Горизонтальная плоскость: М_Е=0; M_N (слева)=

M_N (справа)=M_N (слева)+М_а=34,76+42=76,76 Нм

Вертикальная плоскость: М_К=0; М_Е=F_Ц*l₃=8,5*118=1003 Нм;

На участке вала KN действует крутящий момент Т₃=751 Нм.

Наметим три опасных сечения I-I (под серединой ведущей звездочки), II-II (под серединой подшипника Е) и сечение III-III ( под серединой зубчатого колеса) ( см. рис. 21).

8.1 Коэффициент запаса прочности сечения I-I

В этом сечении действует только крутящий момент Т₃=751 Нм. Концентраторами напряжений являются прямобочные шлицы наиболее опасным расчетным случаем при передаче валом крутящего момента в одну сторону ( без реверса) принимают пульсирующий ( отнулевой) цикл изменения напряжений кручения ( рис. 23); среднее напряжение цикла и амплитуда цикла равны

Момент сопротивлению кручению

Пределы выносливости материала вала при симметричном цикле изменения напряжений: =258 МПа, по касательным напряжениям.

Где эффективный коэффициент напряжений по для прямобочных шлицов и =600 МПа,

коэффициент масштабного фактора; при расчетном диаметре

коэффициент влияния средних напряжений цикла: для =600 МПа,

Для снижения концентрации напряжений можно применить соединение вала со ступицей звездочки не прямобочными, а эвольвентными шлицами ; для нихна 30% меньше:

8.2 Коэффициент запаса прочности в сечении III-III

В этом сечении действует крутящий момент Т₃=751 Нм и изгибающий момент (см. рис. 21).

Концентратором напряжений является шпоночный паз (ширина паза b=22мм, глубина паза t₁=9 мм (см. рис. 17).

Момент сопротивления сечения изгибу:

Момент сопротивления сечения изгибу:

Напряжение изгиба: (рис.24)

Напряжение кручения:

При =600 МПа, .

Коэффициент запаса прочности:

;

Общий запас прочности: