Механизм привода поворотной части робота (стр. 7 из 8)
Требуемую грузоподъёмность подшипников определим по самой нагруженной опоре 2 по формуле
,где
– частота вращения кольца, мин-1;для роликовых подшипников
.Требуемая грузоподъёмность подшипников
равна 
.Так как
,то предварительно намеченный подшипник подходит.
6 ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ
При расчете примем, что насаженные на вал детали передают силы и моменты валу на середине своей ширины.
Под действием постоянных по величине и направлению сил во вращающихся валах возникают напряжения, изменяющиеся по симметричному циклу.
Построим расчетную схему для II вала: нанесем на неё все внешние силы нагружающие вал (рис. 5).
Расчет произведем в форме проверки коэффициента запаса прочности. Для каждого из установленных предположительно опасных сечений определим расчетный коэффициент запаса прочности «S» и сравним его с допускаемым значением [S], которое обычно принимают [S]=1,3…2.
,где
и 
– коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по зависимостям: 
– для напряжений изменяющихся по симметричному циклу. 
Здесь
и 
– амплитуды напряжений цикла; 
– среднее напряжение цикла. 
; 
.Напряжение в опасных сечениях определим по формулам
; 
,где
– результирующий изгибающий момент; 
– крутящий момент; 
и 
– осевой и полярный моменты сопротивления сечения вала.
Рис. 5. Расчетная схема II вала
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении
; 
где
и 
– пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения; 
и 
– коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала.Значения
и находят по зависимостям: 
; 
,где
и 
– эффективные коэффициенты концентрации напряжений; 
– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения; 
– коэффициент влияния шероховатости; 
– коэффициент влияния поверхностного упрочнения.Коэффициент влияния асимметрии цикла для рассматриваемого сечения вала
,где
– коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений.По эпюрам эквивалентного момента
(рис. 5) видно, что самым опасным сечением является сечение 1–1.Материал вала выберем сталь 45 со следующими характеристиками: HB270,
; 
; 
; 
; 
; 
.Осевой
и полярный моменты сопротивления сечения 1‑1 
; 
.где
– диаметр сечения равный 40 мм.Вычисляем моменты сопротивления
; 
.Вычисляем напряжения в опасном сечении
; 
,По таблицам 10.3…10.6 [1] находим значения следующих коэффициентов
; 
; при 
; 
. 
; при 
. 
– без упрочнения.Вычисляем коэффициенты концентрации напряжений
при
;при
.Вычисляем коэффициент влияния асимметрии цикла
.Вычисляем пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении
; 
.Вычисляем коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям
; 
.Вычисляем коэффициент запаса прочности
.Запас прочности обеспечен достаточный так как
.7 ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ШПОНОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ
Рекомендуется назначать одинаковые шпонки для всех ступеней вала исходя из ступени наименьшего диаметра, имеющего шпоночный паз. Наличие на одном валу шпоночных пазов, одинаковых по сечению и длине, улучшает технологичность конструкции вала.
Предварительно выберем сечение шпонки, рекомендуемое ГОСТ 23360‑78, исходя из величины диаметра вала.
Получаем шпонку 12´8´40 ГОСТ 23360‑78.
Проверим рабочие грани шпонки на смятие. Условие прочности на смятие
,где
– наибольший допускаемый крутящий момент;