Розрахунок валів редуктора

4.1 Вибір матеріалу валів

Для всіх валів редуктора при малих та середніх навантаженнях вибирають відносно м'які вуглецеві сталі з твердістю 180...240 НВ.

Де σВ – межа міцності; σТ, τТ - межі плинності; σ-1, τ-1 – межі витривалості при згинанні та крученні; ψσ, ψτ – коефіцієнти, що характеризують чутливість матеріалу до асиметрії циклу навантаження.

4.2 Розрахунок валів

Орієнтовний розрахунок валу проводиться тільки на кручення за зниженою напругою, що допускається, так як відомий тільки крутний момент Т, що передається валом.

;

мм;

Діаметри інших ділянок валу знаходять послідовною зміною попередньої ділянки на 2...5 мм.

мм

Діаметр вихідного кінця валу:

мм

dk – діаметр вхідного (вихідного) кінця валу;

dп – діаметр валу під підшипник;

dз.к – діаметр валу під зубчасте колесо;

dб – діаметр буртика.

4.3 Ескізне компонування редуктора

Викреслюємо в зачепленні шестерню та зубчасте колесо. Приймаємо проміжок від торця шестерні до внутрішньої стінки редуктора X=0мм, т.к. окружна швидкість коліс V = 0,82 м/с

=40 мм.

Приймаємо підшипник 50208 із розмірами мм.

мм.

Приймаємо підшипник 212 із розмірами мм.

Вимірюємо відстань на веденому валу:

мм.

Визначаємо відстань від середини опори ведучого валу, до середини шківа клинопасової передачі:

;

Приймемо мм.

4.4 Перевірочний розрахунок валу на статичну міцність

Складаємо розрахункову схему валу. Зображаємо схему навантаження валу в площині XZ.

;

Визначаємо згинальнімоменти по навантажених ділянках валу у вертикальній площині XZ:

при z1 = 0 Нм

при z1 = Нм.

Будуємо епюру. Зображаємо схему навантаження валу в площині YZ.

Визначаємо реакцію опор:

;

Визначаємо згинальні моменти, що діють у площині YZ:

при z1 = 0 Нм

при z1 = Нм.

Визначаємо величини сумарних згинальних моментів у переріз валу за формулою:

;

Hм;

Еквівалентний момент у цьому перерізі дорівнює:

Нм

4.5 Уточнений розрахунок веденого валу на втомну міцність.

Розрахунок проводимо з усіма необхідними у загальній методиці розрахунку валу

Коефіцієнт запасу міцності знаходиться за формулою:

;

nσ і nτ – коефіцієнти запасу міцності, відповідно, за нормальними та дотичними напругами.

тут (поверхневе зміцнення не передбачаємо);

σТ і τТ – середні значення нормальних та дотичних напружень;

σа та τа – амплітудні значення нормальних та дотичних напруг.

Wx - момент опору при згинанні;

Wρ – полярний момент опору.

Так як небезпечний перетин знаходиться під зубчастим колесом, то моменти опору при згинанні та крученні

де b = і t1 - розміри шпонкового паза

мм 3

Напруги при згинанні та крученні

Нормальна напруга: МПа;

σТ = 0 МПа (т.к. цикл навантаження симетричний).

Стосовна напруга: МПа

Концентраторами напруг у цьому випадку є шпонковий паз та посадка. Для шпонкового паза приймаємо

;

Для посадки відношення;

Загальний коефіцієнт запасу міцності

Умова міцності виконується, оскільки 5,25 gt; [n].

Так як небезпечний переріз під зубчастим колесом, міцність забезпечена.