Уточненный расчет выходного вала на усталостную прочность

Этот расчет уточняет результаты проверочного расчета выходного вала редуктора. В результате этого расчета определяют коэффициент запаса прочности n в опасном сечении выходного вала. В данном расчете учитываются дополнительные концентраторы напряжения, которые не были учтены в предыдущем расчете на статическую прочность. Условие прочности имеет вид:

 

 

При нереверсивном вращении валов принимаем σm=0

Так как опасное сечение вала находится под зубчатым колесом, то

По диаметру вала под зубчатым колесом d_зк.2 = 67 мм выбираем размеры шпонки: b = 20 мм, t₁ = 7,5 мм (табл. 7) Так как опасное сечение находится под зубчатым колесом, то концентратором напряжения будет шпоночный паз и посадка колеса на вал

Для шпоночного паза по табл. 3 и 5 принимаем: Kσ =1,75; Kτ =1,5; εσ =0,81; ετ = 0,76 тогда

Для посадки отношение  по табл. 4

Дальнейший расчет ведем по посадке, как наиболее опасному концентратору напряжений (имеющему большее значение коэффициентов). Тогда

Полученный расчет на усталостную прочность в опасном сечении под зубчатым колесом показал, что прочность вала обеспечена, так как расчетный коэффициент запаса прочности близок к рекомендованному диапазону [n] = 1,5–3.

 

Расчет шпоночных соединений

В зубчатых передачах шпоночные соединения служат для передачи крутящих моментов от валов к зубчатым колесам и наоборот. Шпонки рассчитываем на смятие. Условие прочности на смятие шпонки

Рассчитываем шпонку под зубчатым колесом выходного вала редуктора. Исходя из диаметра вала под зубчатым колесом d_зк2 = 67 мм находим геометрические размеры шпонки по табл.7. b =20 мм, h = 12 мм, t₁= 7.5 мм. Определяем длину шпонки.

Принимаем длину шпонки из стандартного ряда: l = 100 мм.

Определяем рабочую длину шпонки.

Проверяем шпонку на смятие:

Исходя из условия прочности σ _см ≤ [σ_см] =130 МПа

 Прочность шпонки под зубчатым колесом выходного вала редуктора обеспечена.

Рассчитываем шпонку конца выходного вала редуктора. Исходя из диаметра конца вала d_к2 = 56 мм находим геометрические размеры шпонки по табл.7. b =16 мм, h = 10 мм, t₁= 6 мм. Определяем длину шпонки.

Принимаем длину шпонки из стандартного ряда: l = 80 мм.

Определяем рабочую длину шпонки.

Проверяем шпонку на смятие:

Исходя из условия прочности σ _см ≤ [σ_см] =130 МПа

 Прочность шпонки конца выходного вала редуктора обеспечена.

Рассчитываем шпонку конца входного вала редуктора под шкив открытой передачи. Исходя из диаметра конца вала d_к1 = 38 мм находим геометрические размеры шпонки по табл.7. b =10 мм, h = 8 мм, t₁= 5 мм. Определяем длину шпонки.

Принимаем длину шпонки из стандартного ряда: l = 50 мм.

Определяем рабочую длину шпонки.

Проверяем шпонку на смятие:

Исходя из условия прочности σ _см ≤ [σ_см] =130 МПа

 Прочность шпонки конца входного вала редуктора под шкив открытой передачи обеспечена.