3.3 Промежуточный вал

3.3.1 Проектный расчет

d_п^промеж = d_п^Б +5мм= 30+5=35 мм;

Где d_п^Б – диаметр под подшипник на быстроходном валу.

Подшипник 307 ГОСТ 8338 – 75

D = 80 мм; (внешний диаметр подшипника).

B = 21 мм; (ширина подшипника).

r = 2 мм;

d_зп^промеж = 44 мм;

d_зк^промеж = 52 мм;

d_к^промеж = 40 мм;

d_в^пром = d_зп^пром + (8 ÷ 10) = 52 мм

3.3.2 Проверочный расчет

См. Рисунок №4 в приложении.

Исходные данные:

a = 53 мм;

b = 49 мм;

c = 50 мм;

d_w^Т = 65 мм;

d_w^Б = 166 мм;

T_пр. = 146,6 Н*м;

F_t^T = 4326 H;

F_a^T = 768 H;

F_r^T = 1599 H;

F_t^Б = 1766 H;

F_a^Б = 302 H;

F_r^Б = 652 H;

Принимаем Сталь 45

По [2, том 1, стр. 114]

Сталь 45 (улучшение (закалка с высоким отпуском)) 192 … 285 HB

Для стали 45: σ_т = 450 МПа;

σ_в = 750 МПа;

Определяем величину изгибающего момента от сил, лежащих в вертикальной плоскости.

Для этого находим реакции в опорах.

∑М_А^В = 0; R_B^B*(a + b + c) + F_r^T*(a) - F_r^Б*(a+b) = 0;

R_B^B =

∑M_B^B = 0; R_A^B*(a + b + c) + F_r^Б*c - F_r^T*(c+b) = 0;

R_A^B =

Строим эпюры изгибающего момента в вертикальной плоскости.

Участок 1:

0 ≤ z₁ ≤ a

-R_A^B*z₁ = 0;

z₁ = 0; М^В_изг = 0;

z₁ = a; -R_A^B*a = 43.8 Н*м;

Участок 2:

0 ≤ z₂ ≤ b

-R_A^B*(a + z₂) + F_r^т*z₂ – F_a^т* = 0;

z₂ = 0; -R_A^B*a – F_a^Т* = -68,88 Н*м;

z₂ = b; -R_A^B*(a + b) + F_r^Т*b – F_a^Т* = -31 Н*м;

Участок 3:

0 ≤ z₃ ≤ c

-R_B^B*z₃ = 0;

z₃ = 0; М^В_изг = 0;

z₃ = c; -R_B^B*c = -6 Н*м;

Определяем величину изгибающего момента от сил, лежащих в горизонтальной плоскости.

Для этого находим реакции в опорах.

∑M_А^Г = 0; R_В^Г*(a + b + c) - F_t ^T*a – F_t^Б*(a+b) = 0;

R_В^Г = ;

∑M_В^Г = 0; - R_А^Г*(a + b + c) - F_t^T*(b + c) + F_t^Б*c = 0;

R_А^Г = ;

Строим эпюры изгибающего момента в горизонтальной плоскости.

Участок 1:

0 ≤ z₁ ≤ a

-R_А^Г*z₁ = 0;

z₁ = 0; M^Г_изг = 0;

z₁ = a; -R_А^Г*a = - 180 Н*м;

Участок 2:

0 ≤ z₂ ≤ b

-R_А^Г*(a + z₂) + F_t^T*z₂ = 0;

z₂ = 0; -R_А^Г*a =-180 Н*м;

z₂ = b; -R_А^Г*(a + b) + F_t^T*b = -134.7 Н*м

Сечение 1-1

М = ;

Сечение 2-2

М = ;

Сечение 3-3

М = ;

Наиболее опасным является сечение 2-2.

Сечение 1-1 ослаблено проточкой под заплечико, мы должны проверить и его.

Проверяем сечение 1-1 (d = 40 мм):

σ_изг = ;

τ = ;

При расчете валов:

σ_m = 0;

σ_a = σ_изг =28 МПа;

τ_m = τ_a = 0,5*τ =5,75 МПа;

σ_-1 = 300 МПа;

τ_-1 = 150 МПа;

k_d = 0,76;

k_F = 1,0;

Посадка колеса на вал с натягом → k_σ = 1,85

k_τ = 1,4

Принимаем среднеуглеродистые стали.

Для среднеуглеродистых сталей:

φ_σ = 0,1;

φ_τ = 0,05;

n_σ = и n_τ = ;

n = = 4,2 ≥ [n] = 1,5;

Проверяем сечение 2-2 (d = 40 мм)- осл-о шпонкой

σ_изг = ;

τ = ;

При расчете валов:

σ_m = 0;

σ_a = σ_изг =30,1 МПа;

τ_m = τ_a = 0,5*τ =5,7 МПа;

σ_-1 = 300 МПа;

τ_-1 = 150 МПа;

k_d = 0,78;

k_F = 1,0;

k_σ = 1,7;

k_τ = 1,4

Принимаем среднеуглеродистые стали.

Для среднеуглеродистых сталей:

φ_σ = 0,1;

φ_τ = 0,05;

n_σ = и n_τ = ;

n = = 4 ≥ [n] = 1,5;

Проверяем сечение 3-3 (d = 35 мм) –ослаблено шпонкой и проточкой.

σ_изг = ;

τ = ;

При расчете валов:

σ_m = 0;

σ_a = σ_изг =30,1 МПа;

τ_m = τ_a = 0,5*τ =8,55 МПа;

σ_-1 = 300 МПа;

τ_-1 = 150 МПа;

k_d = 0,8;

k_F = 1,0;

k_σ = 1,85;

k_τ = 1,75

Принимаем среднеуглеродистые стали.

Для среднеуглеродистых сталей:

φ_σ = 0,1;

φ_τ = 0,05;

n_σ = и n_τ = ;

n = = 3,6 ≥ [n] = 1,5;