Расчет червячного одноступенчатого редуктора (стр. 4 из 6)

k_t – температурный коэффициент (k_t=1).

;

;

;

.

Определим долговечность подшипников:

;

Условие долговечности не выполняется. Необходимо подобрать другой подшипник. Выберем подшипник №7606 (средняя широкая серия). Для выбранного подшипника значение динамической грузоподъемности С=72.1 кН.

рисунок 12 «подшипник №7606»

Переопределим долговечность:

, условие выполняется.

;

;

.

5.4 Расчет валов на усталостную прочность

Эквивалентный коэффициент запаса прочности:

;

где:

– коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;

– коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям;

;

где:

- предел выносливости материала при изгибе, для стали марки 18ХГТ – 520 МПа, для стали марки Ст45 – 250 МПа;

– коэффициент концентрации напряжений, учитывающий влияние всех факторов на сопротивление усталости;

– амплитудное значение напряжения;

- среднее значение напряжения;

- коэффициент, характеризующий чувствительность материала к ассиметрии цикла напряжений, для стали марки 18ХГТ – 0.15, для стали Ст45 - 0.

;

где:

- эффективный коэффициент концентрации напряжений при изгибе (зависит от концентратора напряжения);

- масштабный коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров сечения вала;

- коэффициент качества поверхности;

- коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

;

;

где:

– суммарный изгибающий момент в опасном сечении, Н*м;

- осевой момент сопротивления сечения вала, м³;

А – площадь поперечного сечения вала, м².

;

где:

- предел выносливости материала при кручении, для стали марки 18ХГТ – 280 МПа, для стали марки Ст45 – 150 МПа;

– коэффициент концентрации напряжений, учитывающий влияние всех факторов на сопротивление усталости;

– амплитудное значение касательного напряжения;

- среднее значение касательного напряжения;

- коэффициент, характеризующий чувствительность материала к ассиметрии цикла напряжений, для стали марки 18ХГТ – 0.1, для стали Ст45 - 0.

;

где:

- эффективный коэффициент концентрации напряжений при кручении (зависит от концентратора напряжения);

- масштабный коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров сечения вала;

- коэффициент качества поверхности;

- коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

;

где: T – крутящий момент на валу, Н*м;

- полярный момент сопротивления сечения вала с концентратором напряжения, м³.

рисунок 13 «Ведущий вал»

Проанализируем ведущий вал на наличие сечений с концентраторами напряжения:

1. сечение А-А, концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом;

2. сечение Б-Б, переход от диаметра 40 мм. к диаметру 33мм.,концентратором напряжений является выточка.

Сечение А-А:

Диаметр вала в этом сечении 30мм.

Момент кручения в данном сечении:

.

Осевой момент сопротивления:

.

Амплитудное значение напряжения:

.

Среднее значение напряжения:

;

Коэффициент концентрации напряжений: примем значения коэффициентов

; ; ; .

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

полярный момент сопротивления сечения вала:

.

Амплитудное значение касательного напряжения:

.

Эффективный коэффициент концентрации напряжений при кручении:

;

Коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров сечения вала:

;

Коэффициент качества поверхности:

;

Коэффициент влияния поверхностного упрочнения:

.

коэффициент концентрации напряжений, учитывающий влияние всех факторов на сопротивление усталости:

.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

.

Эквивалентный коэффициент запаса прочности:

Сечение Б-Б:

Диаметр вала в этом сечении 33мм.

Момент кручения в данном сечении:

.

Осевой момент сопротивления:

.

Амплитудное значение напряжения:

.

Среднее значение напряжения:

;

Коэффициент концентрации напряжений: примем значения коэффициентов

; ; ; .