Расчет двухступенчатого цилиндрического косозубого редуктора (частота вращения быстроходного вала - 1500 об/мин), страница 5

3) Определим приведенные или эквивалентные моменты , в местах установки зубчатых колес по четвертой гипотезе прочности:

4) Определим диаметр вала в месте установки зубчатого колеса :

, но диаметр цапфы . Диаметр вала в месте установки зубчатого колеса не может быть меньше диаметра цапфы, найденного в ориентировочном расчете вала.

5) принимаем по ГОСТ 6636-69.

6) По ГОСТ 7888-68 выбираем размеры сечений шпонок и пазов валов:

- диаметр вала ;

- сечения шпонки: ширина , высота ;

- глубина паза: вала , втулки ;

7) Определим моменты сопротивления нетто (с учетом ослабления сечения вала шпоночными пазами) валов в местах установки зубчатых колес:

а) осевой :

;

б) полярный :

;

8) Определим максимальные напряжения в указанных сечениях:

а) изгиба :

;

б) кручения :

;

Уточненный расчет валов

Данный расчет выполняется как проверочный для определения расчетного запаса прочности.

1. Уточненный расчет быстроходного вала

Общий коэффициент запаса прочности находится по формуле:

, где и – коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Для общего коэффициента запаса прочности должно выполняться неравенство , – допускаемый коэффициент запаса прочности.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям :

, где:

– предел выносливости материала вала;

– масштабный фактор для нормальных напряжений (зависит от диаметра и материала вала)

– коэффициент влияние шероховатости поверхности, зависящий от вида обработки поверхности вала, Рекомендуемые значения , меньшие значения соответствуют грубой обточке, большие – шлифованию;

– эффективной коэффициент концентрации нормальных напряжений. Для валов из высокопрочных и легированных сталей со шпоночными канавками ;

– из приближенного расчета для быстроходного вала первой ступени;

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

, где:

– предел выносливости по касательным напряжениям;

– эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений. Для валов из высокопрочных и легированных сталей со шпоночными канавками ;

– масштабный фактор для касательных напряжений (зависит от диаметра и материала вала)

– коэффициент, характеризующий соотношение пределов выносливости при симметричном и отнулевом циклах изменения напряжений кручения. Для углеродистой и легированной стали, применяемой для изготовления валов, можно считать ;

().

2. Уточненный расчет промежуточного вала

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям :

, где:

, , , ;

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

, где:

, , , , ;

Общий коэффициент запаса прочности :

().

3. Уточненный расчет тихоходного вала второй ступени

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям :

, где:

, , , ;

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

, где:

, , , , ;

Общий коэффициент запаса прочности :

().

Расчет подшипников качения

1. Вычисления расчетной долговечности подшипников быстроходного вала первой ступени

В связи с недостаточной динамической грузоподъемности выбранного предварительно подшипника качения, расчетная долговечность не удовлетворяет условию , поэтому требуется замена на роликовые радиально-упорные конические однорядные средней серии со следующими характеристиками:

№ подш.
7313	65	140	33	3	11100	13400

Определим максимальные радиальные нагрузки на подшипник как среднее геометрическое от вертикальной и горизонтальной радиальных реакций опор валов, вычисленных в приближенном расчете валов:

;