Ведомый вал

Из двух шпонок – под зубчатым колесом и пол звездочкой – более нагружена вторая (меньше диаметр вала и поэтому меньше размеры поперечного сечения шпонки). Проверяем шпонку под звездочкой:

d=35 мм; Шпонка 10x8x70 ГОСТ 23360-78, t₁=5; T₁=173172,728 Н*мм;

3.3.Уточненный расчет валов [3].

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).

Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s]. Прочность соблюдена при

Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.

Ведущий вал (см. рис. №1)

Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с валом), т.е. сталь 45, термическая обработка – улучшение.

Диаметр заготовки , тогда среднее значение .

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:

Сечение А-А. Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности:

где амплитуда и среднее значение отнулевого цикла:

При d=25 мм, b=8 мм, мм находим:

Принимаем Тогда:

При , величина радиальной консольной нагрузки равна: . Приняв у ведущего вала мм, получим изгибающий момент в сечении А-А от консольной нагрузки

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

где Амплитуда нормальных напряжений равна:

Тогда:

Результирующий коэффициент запаса прочности равен:

Ведомый вал (см. рис. №2)

Расчет ведомого вала происходит аналогичным образом, поэтому будут приведены только формулы:

Материал вала - сталь 45 нормализованная;

Сечение А-А. Диаметр вала в этом сечении 55 мм.

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости равен:

Изгибающий момент в вертикальной плоскости равен:

Суммарный изгибающий момент в сечении А-А:

Момент сопротивления кручению:

d=55 мм, b=16 мм, мм, тогда:

Момент сопротивления изгибу:

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Амплитуда нормальных напряжений изгиба:

();

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Результирующий коэффициент запаса прочности:

Сечение К-К.

Изгибающий момент равен:

Осевой момент сопротивления:

Амплитуда нормальных напряжений:

();

Полярный момент сопротивления:

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Результирующий коэффициент запаса прочности:

Сечение Л-Л.

При и при :

Изгибающий момент равен:

Осевой момент сопротивления:

Амплитуда нормальных напряжений:

();

Полярный момент сопротивления:

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Результирующий коэффициент запаса прочности:

Сечение Б-Б.

Изгибающий момент (положим x₁=40 мм):

Момент сопротивления изгибу:

Амплитуда нормальных напряжений изгиба:

Момент сопротивления кручению:

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Результирующий коэффициент запаса прочности:

Полученные значение коэффициентов запаса прочности сведем в заключительную таблицу №1.

Таблица 1. Коэффициенты запаса прочности.

Сечение	А-А	К-К	Л-Л	Б-Б
Коэффициент запаса	24,88	12,99	17,44	6,95

Список использованной литературы:

1. Методика расчета зубчатых и червячных передач редукторов в курсовом проектировании / Липецкий политехнический институт /Сост.: В. Я. Баранцев, Т. Г. Зайцева. Липецк, 1991. 32 с.

2. Проектирование валов, зубчатых и червячных колес, подшипниковых узлов и конструирование редуктора: Методические указания к курсовому проектированию по курсу «Прикладная механика» для студентов немеханических специальностей вечерней и дневной форм обучения/ Липецкий политехнический институт /Сост.: Т. Г. Зайцева, В. И. Халеев. Липецк, 1991. 27 с.

3. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов /С. А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др.-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1988.- 416 с.: ил.

4. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие для машиностроительных специальностей техникумов.- М.: Высшая Школа, 1984.- 336 с., ил.

5. Методические указания к разработке и оформлению курсовых проектов и работ по дисциплинам «Механика», «Прикладная механика», «ДМ и основы конструирования» /Сост.: В.Я. Баранйов, Т. Г. Зайцева. Липецк: ЛГТУ, 2002. 32 с.