2.2.1 Расчет быстроходного вала

Определение реакций опор быстроходного вала.

Плоскость XOZ:

R_XB=R_XC=(F_tТ*162-F_tб*105+F_tТ*48)/210=(5195,6*162-2595*105+

+5191,6*48)/210=3894 [H]

проверка:

2*R_XB-2*F_tТ+F_tб=2*3894-2*5191,6+2595=0

Плоскость YOZ:

R_YB=(F_rT*162+F_rб*105+ F_rT*48-2*F_aT*38+ F_aб*92)/210=

=(1957,09*162+1007*105+1957,09*48-2*1399,84*38+

+963*92)/210=2869,14 [H]

R_YC=(F_rT*162+F_rб*105+ F_rT*48+2*F_aT*38-F_aб*92)/210=

=(1957,09*162+1007*105+1957,09*48+2*1399,84*38-

-963*92)/210=2052,03 [H]

проверка:

R_YB+R_YC-2*F_rT-F_rб=2869,14+2052,03-2*1957,09-1007=0

Суммарные реакции:

R₁= R_XB²+R_YB²= 3894²+2869,14²=4837 [H]

R₂= R_XC²+R_YC²= 3894²+2052,03²=4402 [H]

Опасным сечением является сечение А:

Материал валов Сталь 40Х: _в=750 [МПа],_т=550 [МПа]

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости:

M_X=R_XB*48=3894*48=186912 [H*мм]

Изгибающий момент в вертикальной плоскости:

M_Y=R_YB*48=2869*48=137712 [H*мм]

Суммарный изгибающий момент:

M= M_X²+M_Y²= 186912²+137712²=232165=232 [H*м]

_=0,4*_в=0,4*750=300 [МПа]

_=0,2*_в=0,2*750=150 [МПа]

Запас сопротивления усталости по изгибу рассчитывается по формуле (68):

при расчете валов:_m=0;

_a=М/0,1*d³=149,7/0,1*0,049³=12,7 [МПа];

K_=2,5; K_=0,7; K_F=0,8; _=0,1;

S_=300/(12,7*2,5/0,7*0,8)=7,3

Запас сопротивления усталости по кручению рассчитывается по формуле (69):

при расчете валов:_m=_a=0,5*М/(0,2*d³)=0,5*149,7/0,2*0,049³=3,18 [МПа];

K_=1,8; K_=0,7; K_F=0,8; _=0,05

jhhjропприприпсноягв

S_=150/(3,18*1,8/(0,7*0,8)+6,8*0,05)=14,6

Общий запас сопротивления усталости:

S= S_* S_/ S_²+S_²=2,4*6,7/ 7,3²+14,6²=6,55>[S]=1,5

При проверке статической прочности учитывается то, что при перегрузках напряжение удваивается.

Эквивалентное напряжение: _эк= _a²+3*²< [

[=0,8*_m=0,8*550=440 [МПа]

_эк= 12,7²+3*3,18²=13,8 [МПа] < [

Таким образом, условия прочности и жесткости выполняются.

2.2.2 Расчет тихоходного вала

Определение реакций опор тихоходного вала.

Нагрузка на вал от цепной передачи R_ц=3958 [H]

Составляющие этой нагрузки:

R_цx=R_цy=R*sin=3958*0,707=2798 [H]

Плоскость XOZ:

R_XА=(F_tТ*120-R_цx*118+F_tТ*48)/168=(5195,6*120-2798*118+

+5191,6*48)/168=3226 [H]

R_XВ=(F_tТ*120+R_цx*118+F_tТ*48)/168=(5195,6*120+2798*286+

+5191,6*48)/168=9954 [H]

проверка:

R_XА+R_XВ-2*F_tТ-R_цx=3226+9954-2*5195-2798=0

Плоскость YOZ:

R_YA=(F_rT*120-F_rT*48-2*F_aТ*108,5+R_цy*118)/168=

=(2*1399*108,5-1957,09*120-1957,09*48+2798*118)/168=1815 [H]

R_YB=(F_rT*120+F_rT*48+2*F_aТ*108,5+R_цy*286)/168=

=(1957,09*120+1957,09*48+2*1399*108,5+2798*286)/168=8527 [H]

проверка:

R_YA+2*F_aТ+R_цy-R_YB=1815+2*1399+2798-8527=0

R_A= 3226²+1815²=3701 [H]

R_B= 9954²+8527²=13106 [H]