Проектирование горизонтального цилиндрического редуктора (стр. 10 из 13)
4. Определяем суммарные радиальные реакции:
, 
.5. Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях,
: 
.
8.2 Расчет валов на усталостную прочность
Цель расчета – определить коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях вала и сравнить их с допускаемыми:
. Методика расчета описана в учебном пособии Шейнблит А.Е., «Курсовое проектирование деталей машин», стр. 267–273.1. Расчет быстроходного вала на усталостную прочность
На валу два опасных сечения при суммарных изгибающих моментах в сечении 2-й ступени
, 3-й - 
.1) Опасное сечение 2-й ступени под подшипником опоры, смежной с консольной нагрузкой.
Опасное сечение 2-й ступени определяют два концентратора напряжений – посадка подшипника с натягом и ступенчатый переход галтелью
(т. к. 
) между 2-й и 3-й ступенью с буртиком 
, где 
, 
- диаметр 3-й ступени вала, 
.Определяем напряжения в сечении.
а) Нормальные напряжения:
, где 
- суммарный изгибающий момент во 2-м сечении, 
- осевой момент сопротивления сечения вала, следовательно, 
.б) Касательные напряжения:
, где 
- полярный момент инерции сопротивления сечения вала, 
- крутящий момент, 
.Определяем коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений, учитывая, что вал без поверхностного упрочнения:
, 
,где
- эффективные коэффициенты концентрации напряжений, 
- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, 
- коэффициент влияния шероховатости.Для ступенчатого перехода галтелью
, 
(так как 
, 
, 
), 
, тогда 
, а 
.Для посадки подшипника с натягом
, а 
.Так как
> 
и 
> 
, то для дальнейшего расчета будем использовать наибольшие значения отношений 
, а 
. 
( 
, вид механической обработки – шлифование), 
, 
.Определяем пределы выносливости:
, 
,где
и 
- пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения. 
, 
.Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
; 
.Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:
.2) Опасное сечение 3-й ступени под шестерней.
Концентратор напряжений (так как
) – ступенчатый переход галтелью 
(т. к. 
) между диаметром впадин шестерни 
и диаметром ступени 
с буртиком 
.Определяем напряжения в сечении.
а) Нормальные напряжения:
, где 
- суммарный изгибающий момент во 2-м сечении, 
- осевой момент сопротивления сечения вала, следовательно, 
.б) Касательные напряжения:
, где 
- полярный момент инерции сопротивления сечения вала, 
- крутящий момент, 
.Коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений:
; 
, 
(так как 
, 
, 
), 
, 
( , вид механической обработки – обточка), 
; 
. 
, 
,где
и 
.