4.2 Тихоходный вал
Предварительный диаметр вала:
Принимаем
по ГОСТ 6636-69 из ряда Ra40
Диаметр вала под уплотнение:
Диаметр вала под подшипник:
Принимаем
Диаметр вала под колесо:
Диаметр буртика вала под колесо:
Принимаем
Длина ступицы зубчатого колеса:
Принимаем
Длина участка вала под колесо:
Длина выходного конца вала:
Принимаем
Предварительный выбор подшипников для тихоходного вала:
По выбираем радиально-упорные подшипники лёгкой серии серии 36211
5. Проверка работоспособности подшипников.
5.1 Проверка работоспособности подшипников для быстроходного вала.
Ориентировочное расстояние между опорами вала:
Составляем уравнения равновесия относительно каждой опоры.
Опора 1:
Сумма моментов относительно оси Х:
Сумма моментов относительно оси Y:
Опора 2:
Сумма моментов относительно оси Х:
Сумма моментов относительно оси Y:
Суммарные реакции в опорах:
Эпюры:
Для выбранных подшипников
Коэффициент
равен
Коэффициент кольца:
Коэффициент безопасности:
Коэффициент температуры:
Отношение
Значит безразмерные коэффициенты нагрузок равны:
Осевые составляющие от радиальных нагрузок:
Так
как
и
то,
Эквивалентная нагрузка первой опоры:
,
значит
осевую нагрузку не учитываем
Эквивалентная нагрузка второй опоры:
,
значит
осевую нагрузку учитываем
Расчётная долговечность рассчитывается по более нагруженной опоре:
Так
как
,
то считаем расчёт выполнен верно,
подшипники удовлетворяют условиям
работоспособности.
5.2 Проверка работоспособности подшипников для тихоходного вала.
Расстояния
и
определены в результате эскизной
компоновки.
Составляем уравнения равновесия относительно каждой опоры.
Опора 1:
Сумма моментов относительно оси Х:
Сумма моментов относительно оси Y:
Опора 2:
Сумма моментов относительно оси Х:
Сумма моментов относительно оси Y:
Проверка: сумма сил на оси X и Y равна 0
Эпюры моментов:
Суммарные реакции в опорах:
Для выбранных подшипников
Тогда
коэффициент равен
Коэффициент кольца:
Коэффициент безопасности:
Коэффициент температуры:
Отношение
Значит безразмерные коэффициенты нагрузок равны:
Осевые составляющие от радиальных нагрузок:
Так как и то,
Эквивалентная нагрузка первой опоры:
,
значит
осевую нагрузку не учитываем
Эквивалентная нагрузка второй опоры:
,
значит
осевую нагрузку учитываем
Расчётная долговечность рассчитывается по более нагруженной опоре:
Так как , то считаем расчёт выполнен верно, подшипники удовлетворяют условиям работоспособности.
6. Расчёт тихоходного вала на прочность.
Материал ведомого вала сталь 45
Опасное сечение во второй опоре, концентратор напряжений - посадка подшипника с натягом.
По
диаметру вала выбираются геометрическиее
параметры стандартной шпонки:
,
,
Суммарный
згибающий момент равен
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Пределы выносливости материала по нормальным и касательным напряжениям при симметричном цикле:
Коэффициент чувствительности материала к ассиметрии цикла:
Суммарный коэффициент снижения выносливости при изгибе:
Суммарный коэффициент снижения выносливости при кручении:
Где
-эффективный
коэффициент концентрации по нормальным
напряжениям
-эффективный
коэффициент концентрации по касательным
напряжениям
-
коэффициент влияния шероховатости
-
коэффициент влияния упрочнения
Амплитудные значения нормальных и касательных напряжений:
Где момент сопротивления изгибу равен:
А момент сопротивления кручению:
Коэффициенты запаса прочности:
Результирующий коэффициент запаса прочности в сечении:
Вал имеет необходимый запас прочности