Решение. Анализируя входной вал коническо-цилиндрического редуктора

Анализируя входной вал коническо-цилиндрического редуктора, приходим к выводу, что он «разгружен» от усилия натяжения ветвей ременной передачи с помощью разгрузочной втулки (см. рис. 19). Поэтому считаем, что входной вал нагружен только усилиями, действующими в конической передаче.

1 Находим силы в зацеплении

Рисунок 19 - Эскиз входного вала редуктора

2 Составляем схему загрузки вала и строим эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскостях и крутящего момента (рис.20). При этом вал рассматривается как балка, а подшипники заменяются шарнирными опорами. Учитывая, что угол начального контакта радиально-упорного шарикового подшипника и подшипники установлены «врастяжку», расстояние между опорами измеряем по эскизу узла редуктора (см. рис. 19). Нагрузки от зубчатого колеса заменяем сосредоточенными эквивалентными силами, приложенными в середине ступицы.

Вертикальная плоскость:

Проверка:

Рисунок 20 - Схема загрузки вала, эпюры изгибающих и крутящего моментов

Горизонтальная плоскость:

Проверка:

3 Анализ эпюр показывает, что наиболее опасным сечением является сечение а-а (см. рис.20).

Суммарный изгибающий момент в опасном сечении а-а:

.

4 Определяем общие запасы прочности в опасных сечениях.

В сечении а-а имеем концентратор напряжений – галтель с параметрами: учитывая, что размер фаски подшипника № 46307 (рис.21).

Рисунок 21– Схема концентратора напряжений

Тогда запас прочности вала в опасном сечении а-а рассчитаем по формуле:

Принимаем для стали 45 нормализованной:

Выбираем коэффициенты:

· для и , выбираем (табл. 8);

·

·

· при , учитывая, что посадочные места под подшипники качения на валу шлифуются;

· считаем, что поверхностное упрочнение на валу отсутствует .

Тогда

Принимается изменение нормальных напряжений, происходящее по симметричному циклу:

Принимаются изменения касательных напряжений, происходящие по пульсирующему циклу:

Тогда

S>[S] → 7,8>1,8 – выносливость вала обеспечена.

Список рекомендуемой литературы

1 Решетов Д.Н. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1989. – 496 с.

2 Иванов М.Н., В.А. Финогенов. Детали машин.- М.: Высш. шк., 2002. – 408 с.

3 Заблонский К.И. Детали машин. – Одесса: Астропринт, 1999.- 404 с.

4 Кудрявцев В.Н. Детали машин. - М.: Высшая школа, 1980. – 446 с.

3 Когаев В.П., Махутов Н.А., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин на прочность и долговечность. – М.: Машиностроение, 1985.- 224 с.

4 Серенсен С.В., Громан Н.Б.. Когаев В.П. и др. Валы и оси: Конструирование, расчет. – М.: Машиностроение, 1970.- 361 с.

6 Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А. Расчет и проектирование деталей машин. Харьков: Высшая шк., 1991. - 273 с.

7 Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях переменных во времени. – М.: Машиностроение, 1977.- 227 с.

8 Вероятностные расчеты деталей машин: Метод.указания/ Сост. Р.М. Чатынян. – М.: Машиностроение, 1988. - 46 с.

Дата добавления: 2015-07-08