7.2 Проверка вала на статическую прочность

Прочность вала в опасном сечении: прямобочные шлицы

d-10x36H7/h6x45x5H8/f7

Момент сопротивления на изгиб (в расчётном сечении - :

,

где мм. - внутренний диаметр шлиц;

мм. - наружный диаметр шлиц;

- число зубьев.

Момент сопротивления на кручение:

Площадь поперечного сечения:

,

.

Коэффициент перегрузки: .

Максимальная нагрузка при перегрузке: Нм;

Нм;

Н (т.к.- прямозубая передача).

Напряжения по формулам:

МПа;

МПа.

Коэффициенты запаса прочности (сталь 40Х) при и:

;

.

.

Статическая прочность вала в расчётном сечении при перегрузке обеспечивается.

7.3 Проверка подшипников качения (пк) вала II

Исходные данные:

- подшипники шариковые радиальные однорядные ГОСТ 8338-75: под опорами IиII- №

- базовая статическая грузоподъёмность:

- базовая динамическая грузоподъёмность:

- нагрузка, действующая на подшипники: Н

Н

- - частота вращенияIIвала (см. табл. 3)

- ч. - требуемая долговечность подшипника.

Так как отсутствует осевая сила, то используем прямой способ подбора:

при заданном ресурсе определяем требуемую динамическую грузоподъёмность:

где - эквивалентная динамическая радиальная нагрузка;

где - коэффициент безопасности для металлорежущих станков;

- температурный коэффициент, при;

- коэффициент вращения (при вращении внутреннего кольца).

Так как НН то расчёт проводим по опоре :

Н.

млн. об.

млн. об.

- коэффициент надёжности (при);

- обобщённый коэффициент, учитывающий влияние качества металла и условия эксплуатации;

P=3 - показатель степени для шарикоподшипника.

.

Расчётная динамическая грузоподъёмность удовлетворяет данным подшипника.

Запас по долговечности: раза.

7.4 Расчёт шлицевого прямобочного соединения вала III

Расчёт шлицевого соединения выполняем по условным напряжениям на смятие:

Рисунок 5 - Соединение шлицевое

Расчёт выполняем для шлицевого вала III(соединение подвижное)

Обозначение шлицевого соединения :

с центрированием по внутреннему диаметру.

- для стали 40Х; термообработка - улучшение НВ 269...302 и ТВЧ 45...50HRC.

Размеры соединения в соответствии с рисунком 6:

d= мм. - внутренний диаметр шлицевого соединения;

D= мм. - наружный диаметр шлицевого соединения;

Z= - число шлицев;

b= мм. - ширина шлицев;

f= мм. - фаска;

T= Нм - расчётный крутящий момент на валу;

- коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями и вдоль зубьев. Принимаем.

мм. - рабочая длина соединения (с чертежа).

h- высота поверхности контакта зубьев, мм;

для прямобочных шлицевых соединений:

мм.

- средний диаметр соединения, мм;

мм.

МПа;

- допускаемые напряжения смятия для шлицевых соединений, МПа;

[9, с.860, табл.40]: специальная обработка шлицев производится ТВЧ, соединение - подвижное без нагрузки, условия эксплуатации - "б" - средние: .

7.5 Расчёт шпоночного соединения

Принимаем шпонку призматическую по ГОСТ 23360-78.

Напряжение смятия:

где мм. - расчётная длина шпонки, мм;

- длина ступицы под зубчатым колесом, мм;

- ширина шпонки, мм;

h- высота шпонки, мм;

- расчетная высота шпонки, мм;

- допускаемое напряжение смятия для шпонок из стали 45.

коэффициент запаса прочности;

.

Расчёт выполняем для шпонки, расположенной на валу под зубчатым колесом

.

Диаметр вала под шестерней

d= мм.

Максимальный момент на валу: Нм.

Длина ступицы: мм. Рисунок 6 - соединение шпоночное

Размеры призматической шпонки по ГОСТ 23360-78: мм.h= мм.мм.

Размеры шпоночного паза: мм.мм. к = мм.

Расчётная длина шпонки: мм.

Таким образом:

Условие прочности выполняется.