11.2 Промежуточный вал редуктора.

11.2.1 Расчет на сопротивление усталости.

Материал вала – сталь 45, термообработка – улучшение. = 890 МПа, = 650 МПа. Проверяемое сечение 5-5 (под колесом, = 45 мм.). Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки на валу.

Условие прочности.

S = [S],

где S, [S] – расчетный и допускаемый коэффициент запаса прочности;

[S] = 2,5 ..4

- коэффициент запаса прочности при изгибе и кручении.

= ,

= ,

здесь , - предел выносливости материала вала при изгибе и кручении.

= 0,45 · ;

= 0,25 · ;

- предел прочности материала вал

= 890 МПа;

= 0,45 · 890 = 400,5МПа;

= 0,25 · 890 = 222,5МПа;

, – эффективный коэффициент концентрации напряжения при

изгибе и кручении;

= + ;

= + ;

здесь ,- эффективный коэффициент от формы

= 2;

= 2;

эффективный коэффициент от состояния поверхности;

= 2 + 1,1- 1= 2,1;

= 2 + 1,1- 1= 2,1;

- масштабный коэффициент;

=0,65;

– коэффициент поверхности упрочнения;

= 1 – при улучшении и нормализации;

- коэффициент чувствительности к ассиметрии цикла;

= 0,1;

= 0,05;

, - амплитуда напряжении при изгибе и кручении;

, – среднее напряжение;

Условимся, что напряжение изгиба изменяется по симметричному циклу, а напряжение кручения изменяется по отнулевому циклу.

=

где - суммарный изгибающий момент в проверяемом сечении;

=163,8 Н·м;

- момент сопротивления сечения вала изгибу;

=– = - = 7,81· мм³;

здесь диаметр вала под колесом, мм;

b – ширина шпоночного паза на валу, мм;

b = 14 мм;

t₁ – глубина шпоночного паза на валу, мм;

t₁ = 5,5 мм;

= = 20,9 МПа;

= = ;

где – передаваемый валом вращающий момент;

Н·м;

- момент сопротивления вала кручению;

= - = - = 16,5 мм³;

= = = 8,83 МПа;

= = = 5,93;

= = = 7,8;

S = 4,7 [S]

11.2.2 Расчет на статическую прочность.

Данный расчет производят с целью предупреждения пластической деформации и разрушении с учетом кратковременных перегрузок.

S_т = S_т],

Где S_т S_т] – расчетный и допускаемый коэффициент запаса прочности по текучести;

S_т] = 1,2 …1,8;

- предел текучести материала вала;

= 650 МПа;

- коэффициент перегрузки

= 2;

- эквивалентное напряжение;

= ,

здесь - напряжение изгиба в проверяемом сечении;

МПа;

- напряжение кручения в проверяемом сечении;

= 2· = 2· 8,83 = 17,66 МПа;

= = 44,1

S_т = = 8,78 S_т].