По этим зависимостям определяются постоянные составляющие циклов изменения напряжений σm и σm (средние напряжения цикла) и переменные составляющие σа и τа (амплитуды цикла) при симметричном цикле изменения напряжений изгиба и пульсирующем (отнулевом) цикле изменения напряжений кручения.
,(3.30)где τа – переменная составляющая циклов изменения напряжений;
τm – постоянная составляющая циклов изменения напряжений;
τ-1 – предел выносливости при кручении при симметричном знакопеременном цикле (τ-1=160Мпа);
kτ – эффективный коэффициент концентрации напряжений при кручении (kτ=1,1);
β – коэффициент упрочнения, вводимый для валов с поверхностным упрочнением (β=0,94);
Ψτ – коэффициент, характеризующий чувствительность материала к асимметрии цикла изменения напряжений (Ψτ=0,045).
,(3.31)где М – суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении (Н·мм);
W – момент сопротивления в рассматриваемом сечении (мм3).
Для сечения вала с одной шпонкой:
(3.32) 
мм2 
Мпа
,(3.33)где Wρ – полярный момент сопротивления, мм3.
Для сечения вала с одной шпонкой:
(3.34) 
мм3 
МПа 
Что соответствует условию S≥[Sдоп]. Таким образом безопасность обеспечена.
Рисунок 3.2 - Схема нагружения вала
4.5 Подбор подшипников
Вал воспринимает радиальные нагрузки. Принимаем сферический двухрядный радиальный шарикоподшипник тип 1609 ГОСТ 5720-75
d=45мм
D=100мм
В=36мм
Для выбранного подшипника выписываем характеристики:
С – динамическая грузоподъемность, кН, (С=41,5кН);
С0 – статическая грузоподъемность, кН, (С0=19,43кН);
Х – коэффициент радиальной нагрузки (Х=1);
V – коэффициент вращения (V=1, так как вращается внутреннее кольцо подшипника).
Эквивалентная нагрузка:
P=X·V·Fr·kσ·kτ,(3.35)где Fr – радиальная нагрузка, Н;
kσ – коэффициент безопасности (kσ=1,1);
kτ – температурный коэффициент, учитывающий рабочую температуру нагрева подшипника, если она превышает 373,15К (kτ=1).
Р=1·1·725,46·1,1=798Н
Долговечность подшипника:
,(3.36)где n – частота вращения, об/мин;
Lh – долговечность подшипника, (Lh=8·103ч).
млн.обДалее определяем расчетную динамическую грузоподъемность (Ср) и проверяем условие:
Ср≤С
(3.37)где m=3 для шариковых подшипников.
кНТаким образом получили Ср<С.
Принимаем подшипник 1609 ГОСТ 5720-75.
4.6 Расчет шпонки
Для вала с диаметром d=45мм под шкив принимаем призматическую шпонку
.Так как высота и ширина призматических шпонок выбирается из стандартных размеров, расчет сводится к проверке шпонки по допускаемым напряжениям при принятой длине или высоте на основании. На основании допускаемых напряжений находится ее длина.
Шпонка проверяется из условия прочности на смятие и на срез.
T≤0,5d·lp·k[σсм],(3.38)
где d – диаметр вала, мм;
lp – рабочая длина шпонки, мм;
Т – крутящий момент, Н·мм;
k – рабочая высота (глубина врезания в ступицу шпонки).
k=0,4h=0,4·9=3,6мм.
Материал шпонки – Сталь 45 ГОСТ 1050-88:
[σсм]=150Н/мм2
[τср]=90Н/мм2.
Т≤0,5·45·70·3,6·150=85050 Н·мм
44940<85050.
Таким образом, условие прочности на смятие выполняется.
Условие прочности шпонки на срез:
T≤0,5d·b·lp[τср](3.39)
Т≤0,5·45·14·70·90=198450 Н·мм
44940<198450
Таким образом, условие прочности на срез также выполняется.
Список использованных источников
1. Попков А.А. Аграрная экономика Беларуси. – Мн: «Беларусь», 2006.
2. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн. 1:Учеб. Для вузов/С.Т.Антипов и др.; под ред. В.А. Панфилова. – М.: Высш. Шк., 2001. – 703с
3. Пелеев А.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. - М.: Пищепромиздат, 1963.
4. Технологическое оборудование мясокомбинатов. Под ред. к.т.н. Бредихина С.А. - М.: Колос, 1997.
5. Д.М. Гальперин. Монтаж и наладка технологического оборудования предприятия пищевой промышленности. – М.: Агропромиздат, 1988.