7  Проверочные расчеты  тихоходного вала

 
 

7.1  Проверочный  расчет тихоходного вала редуктора  на статическую        прочность 

Рисунок 14 – Расчетная схема тихоходного  вала 
 
 

    Проверим  два потенциально опасных сечения:

    Сечение 1:

Эквивалентный момент:

    Сечение 2:

Эквивалентный момент:

    Следовательно, наиболее опасным сечением будет  сечение 2, и последующие расчеты вала на прочность будем вести по данному сечению.

    Максимальные  нормальные напряжения:

,

где: – момент сопротивления при изгибе ;

        – максимальный суммарный изгибающий момент, Н×м;

- максимальная осевая сила, Н;

        A – площадь поперечного сечения, А = 3000 мм²:

,

где: – коэффициент перегрузки .

При этом:

;

.

    Максимальные  касательные напряжения:

       

, 

где: – момент сопротивления при кручении ; 
 
 

         – максимальный суммарный изгибающий момент, Н×м:

.

При этом:

.

Частный коэффициент  запаса прочности по нормальным напряжениям:

;

Частный коэффициент  запаса прочности по тангенциальным напряжениям:

,

Общий коэффициент  запаса прочности по пределу текучести:

Статическая прочность обеспечена. 

7.2  Проверочный расчет тихоходного  вала редуктора на выносливость

 

    Проверочный расчет вала на выносливость ведется  по сечению 2, так как в нагружено  более других участков валов.

    Условие прочности:

,

где: – коэффициент запаса по касательным напряжениям:

,

где:  – напряжение в опасном сечении  

.

          – пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:

,

где: –  предел выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба, ;

 – коэффициент снижения  предела выносливости:

,

где: – эффективный коэффициент концентрации напряжений;

         – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения:

;

 – коэффициент влияния  качества поверхности  .

 – коэффициент влияния поверхностного упрочнения .

При этом:

;

;

;

 – коэффициент запаса по  касательным напряжениям:

,

где:  – коэффициент чувствительности к асимметрии  цикла нагружения, ;

 – напряжение в опасном  сечении  ;

– пределы выносливости вала в  рассматриваемом сечении:

,

где: –  предел выносливости гладких образцов при симметричном цикле кручения,  ;

 – коэффициент снижения предела  выносливости: 
 

,

где: – эффективный коэффициент концентрации напряжений;

 – коэффициент влияния  абсолютных размеров поперечного  сечения:

;

 – коэффициент влияния  качества поверхности  ;

 – коэффициент влияния  поверхностного упрочнения  .

При этом:

;

;

 

.

При этом:

.

Необходимый запас прочности обеспечен. 

7.3  Проверочный  расчет шпоночных соединений 

    Проверочный расчет шпонки по напряжениям смятия (расчетная схема приведена на рис.15):

       

,

:

где:   – момент на валу ;

 – рабочая длинна шпонки ;

 – диаметр вала ;

 – высота шпонки ;

 – глубина паза на валу ;

. 
 

При этом:

.

Условия прочности  выполнены.

:

где:  – рабочая длинна шпонки ;

– диаметр вала, ;

 – высота шпонки  ;

 – глубина паза на валу  ;

.

При этом:

Условия прочности выполнены. 
 
 
 
 
 
 
 

      Рисунок 15 – Расчетная схема шпоночного соединения