Расчет тихоходного вала редуктора

 

Выполним проектный расчет вала и его опор (см. рис.): Нм,  мин , ширина колеса – 39 мм, диаметр колеса мм,; на выходном конце вала упругая муфта; материал вала – сталь 45Х, улучшенная,  Мпа,  Мпа. Срок службы длительный, нагрузка близка к постоянной, допускается двух кратная кратковременная перегрузка.

1. Диаметр выходного конца вала  определяем при  посадки колеса мм; диаметр в месте посадки подшипников  мм; диаметр в месте посадки муфты  мм;  мм; мм;  мм.

2. Определяем допускаемую нагрузку на выходном конце вала, полагая, что редуктор может быть использован как редуктор общего применения Н.

3. Определяем силы в зацеплении по формуле Н; Н.

4. Определяем реакции в опорах и строим эпюры изгибающих и крутящих моментов (см. рис. 1). Рассмотрим реакции от сил и  действующих в вертикальной плоскости. Сумма проекций: ; . Сумма моментов . При этом  =

= Н; Н

Реакции от сил и , действующим в горизонтальной плоскости.

Н.

 

Расчетная

Просчитаем два предполагаемых опасных сечений: сечение I – I под колесо, и сечение II – II рядом с подшипником, ослабленное галтелью. Для первого сечения изгибающий момент:

 

Нмм,

 

Крутящий момент Нмм.

Напряжение изгиба  или  Мпа.

Напряжение кручения  или  Мпа.

Определяем

МПа;

 МПа;

 МПа.

По таблицам определяем для шпоночного паза , .

По графику , для шлифовального вала .

По формулам ; .

Запас сопротивления усталости по изгибу

 

 

где ;

;

;  – Коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении

 – Коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости,

 – масштабный фактор,

 - фактор шероховатости.

Запас сопротивления усталости по кручению

 

 

Запас сопротивления усталости при совместном действии напряжений кручения и изгиба

 

Для второго сечения II – II изгибающий момент Нмм; крутящий момент  Нмм.

Напряжение изгиба  или  Мпа.

Напряжение кручения  или  Мпа.

Принимаем  галтели равным 2 мм; и находим ; .

Запас сопротивления усталости по изгибу

 

 

Запас сопротивления усталости по кручению

 

 

Запас сопротивления усталости при совместном действии напряжений кручения и изгиба

 

 

Больше напряжено второе сечение

 

Расчет подшипников качения на тихоходном валу

 

Суммарные реакции:

для опоры ;

для опоры .

Выбираем шарикоподшипники радиальные однорядные 208 легкой серии , , , , .

Выбираем подшипники по более нагруженной опоре.

Поэтому кН,

Расчетная долговечность, мил. Об.

Расчетная долговечность, ч:

ч;

где  об/мин – частота вращения тихоходного вала.

Определяем эквивалентную долговечность:

 

тыс. ч.;

 

где  – коэффициент режима нагрузки.

 млн. об.

Динамическая грузоподъемность:

 

H.

 

Условие динамической грузоподъемности выполняется