Проверочный расчет выходного вала Расчет и построение эпюр изгибающих моментов

Нагрузка на вал: F_t2 =723,32H H; F_r2 = 265 H;

Расстояния между опорами: l₁ = 54мм; l₂ = 54 мм

Плоскость Axz – действует сила F_t2

∑М_А = 0; R_Bz ∙ (l₁ + l₂) - F_t2 ∙ l₁=0

= ; R_Аz= F_t2-R_Bz = 723-361,5=361,5 Н

Изгибающий момент на участке х₁:

М_z1= R_Аz∙х₁; при х₁=0 М_z1= 0;

при х₁= l₁ М_z1= R_Аz∙ l₁ =361,5·54= 19521 Н∙мм

Плоскость Aуx – действует сила F_r2

∑М_А = 0;

=

= 265-132,5 = 132,5 Н

Изгибающий момент на участке х₁:

М_у1= R_Ау∙х₁;

при х₁=0 М_у1= 0;

при х₁= l₁ М_у1= R_Ау∙ l₁= 7155 Н∙мм

Суммарный изгибающий момент в опасном сечении

М_иmax = = = 20790,94 Н∙мм

Крутящий момент на валу Т = Т_вых∙10³=40∙10³ Н∙мм

8.2. Расчет коэффициента запаса усталостной прочности

Вал изготавливаем из стали 40 (ГОСТ 1054-74) с пределом прочности σ_в=620 МПа и пределами выносливости на изгиб σ_-1 и кручение τ_-1:

σ_-1=0,43∙ σ_в=0,43∙620=267 МПа

τ_-1=0,58∙ σ_-1=0,58∙267=155 МПа

Коэффициенты концентрации напряжений

k_σ=0,9+0,0014∙σ_в=0,9+0,0014∙620=1,768

k_τ=0,6+0,0016∙σ_в=0,6+0,0016∙620=1,592

Масштабные факторы

ε_σ=0,984-0,0032∙d_к2=0,984-0,0032∙45=0,84

ε_τ=0,86-0,003∙d_к2=0,86-0,003∙45=0,725

Коэффициент шероховатости: β = 0,92

Коэффициенты асимметрии цикла: ψ_σ = 0,2; ψ_τ = 0,1

Осевой W и полярный W_р моменты сопротивления

W=0,1∙ - =0,1∙ - =6357,85 мм²

W_р=0,2∙ - =0,2∙ - =13249,95 мм²

где b, t₁ – ширина и глубина шпоночного паза на валу.

Напряжения в опасном сечении

σ_а= = =3,2 МПа;

τ_а=τ_m= = =1,5 МПа.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям изгиба

n_σ= = =37,92

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям кручения

n_τ= = =41,66

Общий коэффициент запаса усталостной прочности

n= = =28,04

Проверка условия прочности n = 28,04 > [n]=1,7.

Условие выполняется

9. Проверочный расчет подшипников выходного вала

Реакции опор: RАz = 361,5 Н RАу = 132,5 Н RВz = 361,5 Н RВу = 132,5Н

Динамическая грузоподъемность подшипников С_r = 30600Н

Полные реакции опор

R_B= = =336,34 H R_A= = =336,34 H

Параметр осевого нагружения: е = 1,5∙tg15° = 0,402

Приведенная радиальная нагрузка при отсутствии осевых сил:

Р= =

где V = 1 – коэффициент вращения; K_б = 1,4 – коэффициент безопасности;

K_т = 1 − температурный коэффициент; R – большее значение из полных реакций опор R_{A И} R_B.

Долговечность подшипников

L_h= = =10765935,14час > t_Σ = 1401,6 час,

где t_Σ – суммарное время работы передачи.

10. Подбор соединительной муфты

Для соединения электродвигателя и редуктора выбираем муфту упругую со звездочкой по ГОСТ 14084-76.

Проверка на передаваемый момент Т_р:

Т_р=К_Н ∙Т₁ =2 ∙11,53=23,06 ≤ [63] Нм

где K_Н = 2 – коэффициент режима работы, Т₁ – момент на входном валу,

[Т] = 63 Нм – момент, передаваемый стандартной муфтой

11. Подбор смазки и уплотнений валов

Сорт масла выбирается по кинематической вязкости, которая зависит от величины контактных напряжений в зубьях σ_Н и окружной скорости колеса v_окр.

Для смазки редуктора при расчетном контактном напряжении σ_Н = 435 МПа и окружной скорости

v_окр= = =2,4 м/с

выбираем масло Индустриальное И-30А.

Для уплотнения валов выбираем резиновые манжеты по ГОСТ 8752-79.