4. Расчет валов

• Ориентировочный расчёт диаметров валов.

• Определение опорных реакций в подшипниках

В горизонтальной плоскости:

В вертикальной плоскости:

Определение суммарных реакций на подшипники, без учёта действия муфты:

Определение опорных реакций и внутренних усилий от действия муфты:

Максимально возможные радиальные реакции опор, необходимые для расчёта подшипников, Н:

• Определение внутренних силовых факторов

Предварительный расчёт и конструирование вала

В предварительном расчёте влияние изгиба учитывается косвенно путём расчёта по пониженным напряжениям.

Допускаемое касательное напряжение (пониженное) для стали 45 принимаем:

Определяем диаметр выходного конца вала:

Определяем диаметр вала под зубчатым колесом:

Определяем диаметры цапф вала:

• Расчёт тихоходного вала на статическую прочность

Эквивалентное напряжение в опасном сечении вала:

Проверка условия статической прочности:

• Расчёт тихоходного вала на сопротивление усталости

Расчёт амплитудного и среднего значений напряжений в сечении вала с максимальным моментом при изгибе:

Полярный момент сопротивления сечения, ослабленного шпоночной канавкой:

Расчёт амплитудного и среднего значений касательных напряжений в опасном сечении вала при кручении:

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений:

Коэффициенты чувствительности металла к концентрации напряжений и масштабному фактору для нормальных и касательных напряжений при

Коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения вала для нормальных и касательных напряжений по отношению к стандартному образцу диаметром d₀ = 7.5 мм:

Коэффициенты влияния качества обработки поверхности при изгибе вала со шпоночной канавкой; принимаем шероховатость в шпоночной канавке 35 мкм:

Коэффициенты влияния качества обработки поверхности при кручении вала со шпоночной канавкой:

Коэффициенты влияния поверхностного упрочнения; случай без поверхностного упрочнения:

Коэффициент чувствительности материала вала к ассиметрии цикла напряжений:

Расчёт коэффициентов запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Расчёт общего коэффициента запаса прочности:

5. Расчёт подшипников редуктора

В предыдущих разделах нами были определены усилия в подшипниках валов и предварительно выбраны радиальные шарикоподшипники лёгкой серии.

Суммарные реакции опор, необходимые для расчёта:

Подшипники 2007117а.

Для определения долговечности подшипников используем следующую формулу:

Для радиальных подшипников из условия равновесия вала следует, что осевую силу воспринимает опора A, поэтому:

Находим соотношение:

Находим ближайшее параметры осевой нагрузки:

Определяем искомую величину :

Для опоры A:

Так как полученное значение оказалось меньше , то принимаем

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка на опору А:

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка на опору В:

n

Дальнейший расчет выполняем для более нагруженного подшипника опоры (В). Расчетный скорректированный ресурс подшипника при вероятности безотказной работы 90% в обычных условиях его применения: а = 0,8, α = 3:

Так как расчетный ресурс теперь больше требуемого LhВ > [Lh] (23970 > 15000), то предварительно назначенный подшипник 2007117A пригоден для установки.

Для других валов устанавливаем подшипник той же серии.